表示装置
【課題】反射光を受光する表示装置に於いて、受光素子によって得られたデータのＳ／Ｎ比を改善する。
【解決手段】可視光線ＶＲよりも赤外光線ＩＲに対する透過性が高い第１，第２の光透過層２０６，２０７が表示領域ＰＡに形成されている液晶パネル２００の背面へ、バックライト３００が可視光線ＶＲと赤外光線ＩＲとを照明光Ｒとして出射する。そして、液晶パネル２００の正面の側において照明光Ｒが被検知体Ｆによって反射された反射光Ｈを、位置センサ素子３２ａが、第２光透過層２０７を介して受光する。
【解決手段】可視光線ＶＲよりも赤外光線ＩＲに対する透過性が高い第１，第２の光透過層２０６，２０７が表示領域ＰＡに形成されている液晶パネル２００の背面へ、バックライト３００が可視光線ＶＲと赤外光線ＩＲとを照明光Ｒとして出射する。そして、液晶パネル２００の正面の側において照明光Ｒが被検知体Ｆによって反射された反射光Ｈを、位置センサ素子３２ａが、第２光透過層２０７を介して受光する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置に関する。特に、本発明は、画素が複数配置された表示領域に、受光素子が複数形成されている表示パネルと、その表示パネルの一方の面へ照明光を出射する照明部とを具備しており、その照明光によって表示領域にて画像を表示すると共に、表示パネルの他方の面の側において、その照明光が被検知体によって反射された反射光を、受光素子が受光することにより、表示領域における被検知体の位置を検出する表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置，有機ＥＬ表示装置などの表示装置は、薄型、軽量、低消費電力といった利点を有する。
【０００３】
このような表示装置において、液晶表示装置は、一対の基板の間に液晶層が封入された液晶パネルを、表示パネルとして有している。液晶パネルは、たとえば、透過型であって、液晶パネルの背面に設けられたバックライトなどの照明装置が出射した照明光を、その液晶パネルが変調して透過させる。そして、その変調した照明光によって画像の表示が、液晶パネルの正面にて実施される。
【０００４】
この液晶パネルは、たとえば、アクティブマトリクス方式であり、画素スイッチング素子として機能する薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）が複数形成されているＴＦＴアレイ基板と、そのＴＦＴアレイ基板に対面するように対向する対向基板と、ＴＦＴアレイ基板および対向基板の間に設けられた液晶層とを有する。このアクティブマトリクス方式の液晶パネルにおいては、画素スイッチング素子が画素電極に電位を入力することによって、液晶層に印加する電圧を可変し、その画素を透過する光の透過率を制御して、その光を変調させる。
【０００５】
上記のような液晶パネルにおいては、上記の画素スイッチング素子として機能するＴＦＴの他に、位置センサ素子として機能する受光素子を内蔵したものが提案されている。
【０００６】
上記のように受光素子が内蔵された液晶パネルは、ユーザーインターフェイスとしての機能が実現できるため、Ｉ／Ｏタッチパネル（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅ−Ｏｐｔｉｃａｌ ｔｏｕｃｈ ｐａｎｅｌ）と呼ばれている。このタイプの液晶パネルにおいては、液晶パネルの前面に、別途、抵抗膜方式や静電容量方式のタッチパネルを設置する必要がなくなる。このため、装置の小型化を、容易に実現できる。また、さらに、抵抗膜方式や静電容量方式のタッチパネルを設置した場合には、そのタッチパネルによって表示領域において透過する光が減少する場合や、その光が干渉される場合があるため、表示画像の品質が低下する場合があるが、上記のように液晶パネルに受光素子を内蔵することによって、この不具合の発生を防止できる。
【０００７】
このような液晶パネルにおいては、たとえば、液晶パネルの前面に触れられたユーザーの指やタッチペンなどの被検知体からの可視光線を、その内蔵された受光素子が受光する。その後、その受光素子によって得られた受光データに基づいて、その被検知体が接触した位置を特定し、その特定された位置に対応する操作が、液晶表示装置自身や、その液晶表示装置に接続された他の電子機器において実施される。
【０００８】
上記のように受光素子を用いて被検知体の位置を検出する場合には、受光素子によって得られる受光データは、外光に含まれる可視光線の影響によって、多くのノイズを含む場合がある。また、表示領域において黒表示を実施する場合には、ＴＦＴアレイ基板に設けられた受光素子は、被検知体から出射される可視光線を受光することが困難である。このため、正確に、位置を検出をすることが困難な場合がある。
【０００９】
このような不具合を改善するために、赤外線など、可視光線以外の不可視光線を用いる技術が提案されている。ここでは、被検知体から出射される赤外線などの不可視光線を、受光素子が受光することによって受光データを取得し、その取得したデータに基づいて、被検知体の位置を特定している（たとえば、特許文献１，特許文献２，特許文献３参照）。
【００１０】
【特許文献１】特開２００５−２７５６４４号公報
【特許文献２】特開２００４−３１８８１９号公報
【特許文献３】特開２００６−３０８１８６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上記においては、外光に含まれる可視光線の影響によって、受光素子によって得られたデータにノイズが含まれ、十分なＳ／Ｎ比のデータを得ることが困難な場合がある。
【００１２】
したがって、本発明は、受光素子によって得られたデータのＳ／Ｎ比を改善することが可能な表示装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、画素が複数配置された表示領域に受光素子が複数形成されている表示パネルと、前記表示パネルの一方の面へ照明光を出射する照明部とを具備し、前記表示パネルの他方の面の側において前記照明光が被検知体によって反射された反射光を前記受光素子が受光することにより、前記表示領域における被検知体の位置を検出する表示装置であって、前記照明部は、可視光線と不可視光線とを前記照明光として出射するように構成されており、前記表示パネルは、前記可視光線よりも前記不可視光線に対する透過性が高い光透過層が、前記表示領域に形成されており、前記受光素子は、前記光透過層を介して入射する前記反射光を受光する。
【００１４】
本発明においては、可視光線よりも不可視光線に対する透過性が高い光透過層が表示領域に形成されている表示パネルの一方の面へ、照明部が可視光線と不可視光線とを照明光として出射する。そして、表示パネルの他方の面の側において照明光が被検知体によって反射された反射光を、受光素子が光透過層を介して受光する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、受光素子によって得られたデータのＳ／Ｎ比を改善することが可能な表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明にかかる実施形態の一例について説明する。
【００１７】
＜実施形態１＞
（液晶表示装置の全体構成）
図１は、本発明にかかる実施形態１において、液晶表示装置１００の構成を示す断面図である。
【００１８】
本実施形態の液晶表示装置１００は、図１に示すように、液晶パネル２００と、バックライト３００と、データ処理部４００とを有する。各部について順次説明する。
【００１９】
液晶パネル２００は、図１に示すように、ＴＦＴアレイ基板２０１と対向基板２０２と液晶層２０３とを有する。
【００２０】
この液晶パネル２００においては、ＴＦＴアレイ基板２０１と対向基板２０２とが間隔を隔てるよう対面している。そして、そのＴＦＴアレイ基板２０１と対向基板２０２との間に挟まれるように、液晶層２０３が設けられている。
【００２１】
そして、液晶パネル２００は、ＴＦＴアレイ基板２０１の側に位置するようにバックライト３００が配置されており、ＴＦＴアレイ基板２０１において対向基板２０２に対面していない側の面に、バックライト３００から出射された照明光が照射される。そして、図１に示すように、液晶パネル２００は、画像を表示する表示領域ＰＡを含み、その液晶パネル２００の背面側に設置されたバックライト３００が出射した照明光を背面から受け、その背面から受けた照明光を表示領域ＰＡにおいて変調する。そして、その変調された照明光が、正面側に出射し、表示領域ＰＡにおいて画像が表示される。
【００２２】
また、本実施形態においては、この液晶パネル２００は、いわゆるＩ／Ｏタッチパネルであり、詳細については後述するが、液晶パネル２００においてバックライト３００が設置された背面に対して反対側となる正面に、ユーザーの指やタッチペンなどの被検知体が接触または近接した際に、その被検知体によって反射される反射光を受光する受光素子が、位置センサ素子（図示無し）として形成されている。たとえば、フォトダイオードが、この位置センサ素子として形成されている。この受光素子である位置センサ素子は、液晶パネル２００の正面側において、被検知体が反射する反射光を受光する。すなわち、対向基板２０２の側からＴＦＴアレイ基板２０１の側へ向かう反射光を受光する。そして、受光素子である位置センサ素子は、光電変換することによって、受光データを生成する。
【００２３】
バックライト３００は、図１に示すように、液晶パネル２００の背面に対面しており、その液晶パネル２００の表示領域ＰＡに照明光を出射する。ここでは、バックライト３００は、図１に示すように、光源３０１と、その光源３０１から照射された光を拡散することよって面状の光に変換する導光板３０２とを有しており、液晶パネル２００の表示領域ＰＡの全面に平面光を照射する。
【００２４】
具体的には、バックライト３００は、液晶パネル２００を構成するＴＦＴアレイ基板２０１と対向基板２０２とにおいて、ＴＦＴアレイ基板２０１の側に位置するように配置されている。そして、ＴＦＴアレイ基板２０１において対向基板２０２に対面している面とは反対側の面に、その平面光を照射する。つまり、バックライト３００は、ＴＦＴアレイ基板２０１の側から対向基板２０２の側へ向うように平面光を照明する。
【００２５】
本実施形態においては、バックライト３００の光源３０１は、図１に示すように、たとえば、可視光源３０１ａと、赤外光源３０１ｂとを有する。可視光源３０１ａと赤外光源３０１ｂとのそれぞれは、導光板３０２の端部に設けられ、可視光線と非可視光線とを照明光として出射する。具体的には、可視光源３０１ａは、白色ＬＥＤであり、白色の可視光線を照射面から照射する。また、赤外光源３０１ｂは、赤外ＬＥＤであり、赤外光線を照射面から照射する。たとえば、中心波長が８５０ｎｍである赤外光線を照射する。そして、可視光源３０１ａから照射された白色の可視光線と、赤外光源３０２ｂから照射された赤外光線とが、導光板３０２において拡散され、平面光として、液晶パネル２００の背面に照射される。
【００２６】
データ処理部４００は、図１に示すように、制御部４０１と、位置検出部４０２とを有する。データ処理部４００は、コンピュータを含み、プログラムによってコンピュータが各部として動作するように構成されている。
【００２７】
データ処理部４００の制御部４０１は、液晶パネル２００とバックライト３００との動作を制御するように構成されている。制御部４０１は、液晶パネル２００に制御信号を供給することによって、液晶パネル２００に複数設けられた画素スイッチング素子（図示無し）の動作を制御する。たとえば、線順次駆動を実行させる。また、制御部４０１は、バックライト３００に制御信号を供給することによって、バックライト３００の動作を制御し、バックライト３００から照明光を照射する。このように、制御部４０１は、液晶パネル２００とバックライト３００との動作を制御することによって、液晶パネル２００の表示領域ＰＡに画像を表示する。
【００２８】
このほかに、制御部４０１は、液晶パネル２００に制御信号を供給することによって、液晶パネル２００に位置センサ素子として複数設けられた受光素子（図示無し）の動作を制御し、その位置センサ素子から受光データを収集する。たとえば、線順次駆動を実行させて、受光データを収集する。
【００２９】
データ処理部４００の位置検出部４０２は、液晶パネル２００に複数設けられた受光素子(図示無し）である位置センサ素子から収集した受光データに基づいて、液晶パネル２００の表示領域において、ユーザーの指やタッチペンなどの被検知体が接触または近接した位置を検出する。
【００３０】
（液晶パネルの全体構成）
液晶パネル２００について詳細に説明する。
【００３１】
図２は、本発明にかかる実施形態１において、液晶パネル２００を示す平面図である。
【００３２】
図２に示すように、液晶パネル２００は、表示領域ＰＡと、周辺領域ＣＡとを有する。
【００３３】
液晶パネル２００において表示領域ＰＡには、図２に示すように、複数の画素Ｐが水平方向ｘと垂直方向ｙとのそれぞれにマトリクス状に並ぶように配置されており、画像を表示する。詳細については後述するが、画素Ｐは、画素スイッチング素子として機能するＴＦＴ（図示無し）を含む。そして、この複数の画素Ｐに対応するように、位置センサ素子として機能する受光センサ素子（図示無し）が、複数、形成されている。
【００３４】
液晶パネル２００において周辺領域ＣＡは、図２に示すように、表示領域ＰＡの周辺を囲うように設けられている。この周辺領域ＣＡにおいては、図２に示すように、表示用垂直駆動回路１１と、表示用水平駆動回路１２と、センサ用垂直駆動回路１３と、センサ用水平駆動回路１４とが形成されている。たとえば、上記の画素スイッチング素子として機能するＴＦＴ（図示無し）と、位置センサ素子として機能する受光センサ素子（図示無し）と同様にして形成された半導体素子によって、この各回路が構成されている。そして、表示領域ＰＡにおいて画素Ｐに対応するように画素スイッチング素子として設けられたＴＦＴを、表示用垂直駆動回路１１および表示用水平駆動回路１２が駆動し、画像表示を実行する。そして、これと共に、表示領域ＰＡにおいて画素Ｐに対応するように位置センサ素子として設けられた受光素子（図示無し）を、センサ用垂直駆動回路１３とセンサ用水平駆動回路１４とが駆動し、受光データを収集する。
【００３５】
具体的には、表示用垂直駆動回路１１は、図２に示すように、垂直方向ｙに延在している。表示用垂直駆動回路１１は、垂直方向ｙにおいて複数の画素Ｐに対応するように画素スイッチング素子として形成された各ＴＦＴ（図示無し）のゲート電極に接続されている。そして、表示用垂直駆動回路１１は、供給される駆動信号に基づいて、その垂直方向ｙに並ぶ複数のＴＦＴに、走査信号を、順次、供給する。ここでは、水平方向ｘに並ぶ複数の画素Ｐに対応して形成された複数のＴＦＴのそれぞれにゲート線（図示無し）が接続され、そのゲート線が垂直方向ｙに並ぶ複数の画素Ｐに対応するように複数形成されており、表示用垂直駆動回路１１は、その複数をゲート線に、順次、走査信号を供給する。
【００３６】
表示用水平駆動回路１２は、図２に示すように、水平方向ｘに延在している。表示用水平駆動回路１２は、水平方向ｘにおいて複数の画素Ｐに対応するように画素スイッチング素子として形成された各ＴＦＴ（図示無し）のソース電極に接続されている。そして、表示用水平駆動回路１２は、供給される駆動信号に基づいて、その垂直方向ｙに並ぶ複数のＴＦＴに、データ信号を、順次、供給する。ここでは、垂直方向ｙに並ぶ複数の画素Ｐに対応して形成された複数のＴＦＴのそれぞれに信号線（図示無し）が接続され、その信号線が水平方向ｘに並ぶ複数の画素Ｐに対応するように複数形成されており、表示用水平駆動回路１２は、その複数の信号線に、順次、映像データ信号を供給する。
【００３７】
センサ用垂直駆動回路１３は、図２に示すように、垂直方向ｙに延在している。センサ用垂直駆動回路１３は、垂直方向ｙにおいて複数の画素Ｐに対応するように位置センサ素子として形成された各受光素子（図示無し）に接続されている。そして、センサ用垂直駆動回路１３は、供給される駆動信号に基づいて、その垂直方向ｙに並ぶ複数の受光素子において、受光データを読み出す受光素子を選択する。ここでは、水平方向ｘに並ぶ複数の画素Ｐに対応して形成された複数の受光素子のそれぞれにゲート線（図示無し）が接続され、そのゲート線が垂直方向ｙに並ぶ複数の画素Ｐに対応するように複数形成されており、センサ用垂直駆動回路１３は、その複数のゲート線を順次選択するように走査信号を供給する。
【００３８】
センサ用水平駆動回路１４は、水平方向ｘに延在している。センサ用水平駆動回路１４は、水平方向ｘにおいて複数の画素Ｐに対応するように位置センサ素子として形成された各受光素子（図示無し）に接続されている。そして、センサ用水平駆動回路１４は、供給される駆動信号に基づいて、その垂直方向ｙに並ぶ複数の受光素子から受光データを、順次、読み出す。ここでは、垂直方向ｙに並ぶ複数の画素Ｐに対応して形成された複数の受光素子のそれぞれに、信号読み出し線（図示無し）が接続され、その信号読み出し線が水平方向ｘに並ぶ複数の画素Ｐに対応するように複数形成されており、センサ用水平駆動回路１４は、その複数の信号読み出し線を介して受光素子から、順次、受光データを読み出した後、位置検出部４０２（図１参照）へ出力する。そして、液晶パネル２００の表示領域ＰＡにユーザーの指やタッチペンなどの被検知体が接触または近接した位置を、その受光素子から出力される受光データに基づいて、位置検出部４０２が検出する。
【００３９】
（液晶パネルの表示領域の構成）
図３は、本発明の実施形態１において、液晶パネル２００における表示領域ＰＡに設けられた画素Ｐの概略を模式的に示す断面図である。図４は、本発明の実施形態１において、液晶パネル２００の表示領域ＰＡに設けられた画素Ｐの概略を模式的に示す平面図である。図３は、図４においてＸ１−Ｘ２部分に対応する部分を示している。
【００４０】
図３に示すように、液晶パネル２００は、ＴＦＴアレイ基板２０１と、対向基板２０２と、液晶層２０３とを有している。液晶パネル２００は、ＴＦＴアレイ基板２０１と対向基板２０２とがスペーサ（図示無し）によって間隔を隔てられ、シール材（図示無し）で貼り合わされており、そのＴＦＴアレイ基板２０１と対向基板２０２との間の間隔に液晶層２０３が設けられている。
【００４１】
また、図３と図４とに示すように、液晶パネル２００は、画素Ｐにおいて、光透過領域ＴＡと遮光領域ＲＡとを含む。
【００４２】
光透過領域ＴＡにおいては、バックライト３００から出射された照明光が、ＴＦＴアレイ基板２０１の側から対向基板２０２の側へ透過する。ここでは、光透過領域ＴＡには、図３と図４とに示すように、カラーフィルタ層２１が形成されており、バックライト３００から出射された照明光が着色されて、ＴＦＴアレイ基板２０１の側から対向基板２０２の側へ透過する。
【００４３】
一方で、遮光領域ＲＡにおいては、図３と図４とに示すように、ブラックマトリクス層２１Ｋが形成されており、バックライト３００から出射された照明光を、ブラックマトリクス層２１Ｋがカラーフィルタ層２１の周囲において遮光する。
【００４４】
そして、この遮光領域ＲＡにおいては、図３と図４とに示すように、受光領域ＳＡが形成されている。
【００４５】
この受光領域ＳＡにおいては、ＴＦＴアレイ基板２０１と対向基板２０２とが対面する面において、対向基板２０２の側からＴＦＴアレイ基板２０１の側へ向かう光を受光する受光素子が、位置センサ素子３２ａとして形成されている。具体的には、図３に示すように、液晶パネル２００は、対向基板２０２の側からＴＦＴアレイ基板２０１の側へ向かう光において、ブラックマトリクス層２１Ｋに形成された開口２１ａを透過する光を、その位置センサ素子３２ａが受光するように形成されている。この位置センサ素子３２ａは、図３に示すように、液晶パネル２００の正面側において、ユーザーの指などの被検知体によってバックライト３００から照射された照明光が反射された反射光を、対向基板２０２の側から受けて受光する。
【００４６】
液晶パネル２００の各部について説明する。
【００４７】
ＴＦＴアレイ基板２０１について下記に示す。
【００４８】
ＴＦＴアレイ基板２０１は、光を透過する絶縁体の基板であり、たとえば、ガラスにより形成されている。このＴＦＴアレイ基板２０１においては、図３に示すように、対向基板２０２に対面する側の面に、画素スイッチング素子３１と、補助容量素子Ｃｓと、位置センサ素子３２ａと、画素電極６２と、第１光透過層２０６とが形成されている。
【００４９】
なお、図３においては、画素Ｐのカラーフィルタ層２１において赤フィルタ層２１Ｒに対応するドット領域について示しているが、その他の緑フィルタ層２１Ｇと青フィルタ層２１Ｂとに対応するドット領域においては、位置センサ素子３２ａを除いた他の部材が、赤フィルタ層２１Ｒに対応するドット領域の場合と同様に形成されている。
【００５０】
ＴＦＴアレイ基板２０１の各部について示す。
【００５１】
画素スイッチング素子３１は、図３に示すように、ＴＦＴアレイ基板２０１において対向基板２０２に対面する側の面に、絶縁層４２を介して形成されている。画素スイッチング素子３１は、ゲート電極４５と、ゲート絶縁膜４６ｇと、半導体層４８とを含み、たとえば、ＬＤＤ構造のボトムゲート型ＴＦＴとして形成されている。
【００５２】
具体的には、ゲート電極４５は、たとえば、モリブデンなどの金属材料を用いて形成されている。また、ゲート絶縁膜４６ｇは、シリコン酸化膜などの絶縁材料を用いて形成されている。また、半導体層４８は、たとえば、低温ポリシリコンで形成されている。そして、半導体層４８においては、ゲート電極４５に対応するようにチャネル形成領域が形成されると共に、そのチャネル領域を挟むように一対のソース・ドレイン領域が形成されている。ここでは、図示を省略しているが、ＬＤＤ構造になるように、この一対のソース・ドレイン領域は、一対の低濃度不純物領域がチャネル領域を挟むように形成され、さらに、その一対の低濃度不純物領域を挟むように高濃度不純物領域が形成されている。そして、ソース電極５３とドレイン電極５４とが、半導体層４８を被覆する絶縁層４９に設けられた開口に、アルミニウムなどの導電材料を埋め込み、パターン加工することによって形成されている。
【００５３】
補助容量素子Ｃｓは、図３に示すように、ＴＦＴアレイ基板２０１において対向基板２０２に対面する側の面に、絶縁層４２を介して形成されている。本実施形態においては、図４に示すように、上部電極４４ａと下部電極４４ｂとのそれぞれによって、誘電体膜４６ｃを挟むように形成されている。ここでは、画素スイッチング素子３１のゲート電極４５と同じ工程にて上部電極４４ａが形成される。そして、画素スイッチング素子３１のゲート絶縁膜４６ｇと同じ工程にて誘電体膜４６ｃが形成され、半導体層４８と同様な工程にて下部電極４４ｂが形成される。そして、補助容量素子Ｃｓは、液晶層２０３による静電容量と並列になるように形成され、液晶層２０３に印加されるデータ信号による電荷を保持する。
【００５４】
位置センサ素子３２ａは、受光センサ素子であって、図３に示すように、ＴＦＴアレイ基板２０１において対向基板２０２に対面する側の面に、絶縁層４２を介して形成されている。ここでは、位置センサ素子３２ａは、図３に示すように、対向基板２０２の側からＴＦＴアレイ基板２０１の側へ向う光を、液晶層２０３を介して受光するように、ＴＦＴアレイ基板２０１に設けられている。この位置センサ素子３２ａは、たとえば、ＰＩＮ構造のフォトダイオードを含むＰＩＮセンサであって、コントロール電極４３と、コントロール電極４３上に設けられた絶縁膜４６ｓと、絶縁膜４６ｓを介してコントロール電極４３に対面する半導体層４７とを含む。そして、位置センサ素子３２ａは、受光領域ＳＡから入射する光を受光し、光電変換することによって、受光データを生成し、読み出される。
【００５５】
具体的には、位置センサ素子３２ａにおいて、コントロール電極４３は、たとえば、モリブデンなどの金属材料を用いて形成されている。金属材料などのように光を遮光する遮光材料によってコントロール電極４３を形成することによって、背面側から入射する照明光が半導体層４７に入射しないように、その照明光を遮光することができる。つまり、本実施形態においては、コントロール電極４３は、遮光膜として機能するように形成されている。また、絶縁膜４６ｓは、シリコン酸化膜などの絶縁材料を用いて形成されている。また、半導体層４７は、たとえば、低温ポリシリコンで形成されており、図示を省略しているが、ｐ層とｎ層の間に高抵抗のｉ層が介在したＰＩＮ構造になるように構成されている。そして、アノード電極５１とカソード電極５２とが、絶縁層４９に設けられた開口にアルミニウムを埋め込むことによって形成されている。
【００５６】
画素電極６２は、図３に示すように、ＴＦＴアレイ基板２０１において対向基板２０２に対面する面を被覆するように形成された層間絶縁膜６０を覆うように形成されている。ここでは、図３に示すように、画素電極６２は、層間絶縁膜６０上において、光透過領域ＴＡに対応するように形成されており、液晶層２０３に接続されている。画素電極６２は、いわゆる透明電極であって、たとえば、ＩＴＯを用いて形成されている。そして、画素電極６２は、バックライト３００によって照明された光を変調するために、対向電極２３と共に、液晶層２０３に電圧を印加する。なお、この画素電極６２は、表示領域ＰＡにおいて、複数の画素Ｐのそれぞれに対応するように複数がマトリクス状になるように配置されている。
【００５７】
第１光透過層２０６は、図３に示すように、ＴＦＴアレイ基板２０１において対向基板２０２に対面する面とは反対側の面を被覆するように、表示領域にＰＲ設けられている。本実施形態においては、第１光透過層２０６は、可視光線よりも赤外光線に対する透過性が高く、かつ、バックライト３００が出射する照明光において、可視光線を偏光するように構成されている。たとえば、第１光透過層２０６は、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）を基体とするヨウ素系材料で構成されている。具体的には、第２光透過層２０７は、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）にヨウ素が含有した構成であって、偏光軸が表示領域ＰＡの長辺に対して４５°の向きになるように形成されている。
【００５８】
図５は、本発明にかかる実施形態１において、第１光透過層２０６の透過スペクトルを示す図である。図５において、横軸は、光の波長（ｎｍ）であり、縦軸は、光透過率である。
【００５９】
図５に示すように、７００ｎｍ以上の波長の光に対して、光透過率が高くなるように第１光透過層２０６を形成する。具体的には、図５に示すように、臨界波長が可視光線と赤外光線との境界になるように、可視光線よりも赤外光線に対する透過性が高い第１光透過層２０６を形成する。
【００６０】
対向基板２０２について示す。
【００６１】
対向基板２０２は、ＴＦＴアレイ基板２０１の場合と同様に、光を透過する絶縁体の基板であり、ガラスにより形成されている。そして、対向基板２０２は、図３に示すように、ＴＦＴアレイ基板２０１に対して間隔を隔てるよう対面している。そして、対向基板２０２には、図３に示すように、カラーフィルタ層２１と、ブラックマトリクス層２１Ｋと、平坦化膜２２と、対向電極２３と、第２光透過層２０７とが形成されている。
【００６２】
対向基板２０２の各部について示す。
【００６３】
カラーフィルタ層２１は、図３に示すように、対向基板２０２にてＴＦＴアレイ基板２０１に対面する側の面に形成されている。カラーフィルタ層２１は、図４に示すように、光透過領域ＴＡに対応するように、赤フィルタ層２１Ｒと緑フィルタ層２１Ｇと青フィルタ層２１Ｂとが形成されている。ここでは、赤フィルタ層２１Ｒと緑フィルタ層２１Ｇと青フィルタ層２１Ｂとのそれぞれは、矩形形状であり、水平方向ｘに並ぶように形成されている。カラーフィルタ層２１は、たとえば、顔料や染料などの着色剤を含有するポリイミド樹脂を用いて形成される。ここでは、赤と緑と青との３原色を１組として構成されている。そして、カラーフィルタ層２１は、バックライト３００から出射された照明光を着色する。
【００６４】
ブラックマトリクス層２１Ｋは、図３に示すように、表示領域ＰＡにおいて複数の画素Ｐを区画するように、遮光領域ＲＡに形成され、光を遮光する。ここでは、ブラックマトリクス層２１Ｋは、対向基板２０２にてＴＦＴアレイ基板２０１に対面する側の面に形成されている。また、ブラックマトリクス層２１Ｋは、光が透過する開口２１ａが、受光領域ＳＡに対応するように形成されている。つまり、ブラックマトリクス層２１Ｋは、図３と図４に示すように、遮光領域ＲＡにおいて受光領域ＳＡ以外の領域に対応するように形成されている。たとえば、ブラックマトリクス層２１Ｋは、黒色の金属酸化膜を用いて形成される。
【００６５】
平坦化膜２２は、図３に示すように、光透過領域ＴＡと、遮光領域ＲＡとのそれぞれに対応するように、対向基板２０２にてＴＦＴアレイ基板２０１に対面する側の面に形成されている。ここでは、平坦化膜２２は、光透過性の絶縁材料によって形成されている。そして、カラーフィルタ層２１とブラックマトリクス層２１Ｋとのそれぞれを被覆し、対向基板２０２にてＴＦＴアレイ基板２０１に対面する面側を平坦化している。
【００６６】
対向電極２３は、図３に示すように、対向基板２０２にてＴＦＴアレイ基板２０１に対面する側の面に形成されている。ここで、対向電極２３は、平坦化膜２２を被覆するように形成されている。対向電極２３は、いわゆる透明電極であって、たとえば、ＩＴＯを用いて形成されている。
【００６７】
第２光透過層２０７は、図３に示すように、対向基板２０２においてＴＦＴアレイ基板２０１に対面する面とは反対側の面を被覆するように、表示領域ＰＡに設けられている。本実施形態においては、第２光透過層２０７は、第１光透過層２０６と同様に、可視光線よりも赤外光線に対する透過性が高く、かつ、バックライト３００が出射する照明光において、可視光線を偏光するように構成されている。たとえば、第２光透過層２０７は、第１光透過層２０６と同様に、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）を基体とするヨウ素系材料で構成されている。具体的には、第２光透過層２０７は、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）にヨウ素が含有した構成であって、たとえば、第１光透過層２０６の偏光軸に対して直交するように形成されている。
【００６８】
液晶層２０３について示す。
【００６９】
液晶層２０３は、図３に示すように、ＴＦＴアレイ基板２０１と対向基板２０２との間にて挟持されており、配向処理されている。たとえば、液晶層２０３は、ＴＦＴアレイ基板２０１と対向基板２０２との間において、スペーサ(図示なし）により所定の距離が保持された間隔に、封入されている。そして、液晶層２０３は、ＴＦＴアレイ基板２０１および対向基板２０２に形成された液晶配向膜（図示なし）によって配向されている。たとえば、液晶層２０３は、液晶パネル２００がノーマリブラック方式によって表示領域ＰＡにおいて画像を表示するように、配向処理されている。たとえば、液晶分子が垂直配向するように液晶層２０３を形成し、そして、この液晶層２０３に電圧が印加されていない状態にて、バックライト３００から照射された照明光が遮光され、表示領域ＰＡにて黒表示になるように、偏光板として機能する第１光透過層２０６と、同様に偏光板として機能する第２光透過層２０７とを形成することで、ノーマリブラック方式を実現することができる。
【００７０】
（動作）
以下より、上記の液晶表示装置１００において、ユーザーの指などの被検知体が液晶パネル２００の表示領域ＰＡに接触もしくは移動された位置を検出する際の動作について説明する。
【００７１】
図６は、本発明に係る実施形態１において、被検知体が液晶パネル２００の表示領域ＰＡに接触もしくは移動された位置を検出する際の様子を模式的に示す断面図である。図６においては、要部を記載し、その他の部分については、記載を省略している。
【００７２】
ユーザーの指などの被検知体Ｆが表示領域ＰＡに接触もしくは移動された場合には、図６に示すように、バックライト３００から照明された照明光Ｒが、その被検知体Ｆによって反射された反射光Ｈを、液晶パネル２００に形成された位置センサ素子３２ａが受光する。
【００７３】
ここでは、バックライト３００が可視光線ＶＲと赤外光線ＩＲとを含む照明光Ｒを、平面光として、液晶パネル２００の背面に照射する。そして、その照明光Ｒは、液晶パネル２００を介して、被検知体Ｆに照射され、被検知体Ｆによって反射される。そして、その被検知体Ｆによって反射された反射光Ｈを、位置センサ素子３２ａが受光する。
【００７４】
具体的には、図６に示すように、第１光透過層２０６とＴＦＴアレイ基板２０１と液晶層２０３と対向基板２０２と第２光透過層２０７とを介して、照明光Ｒが被検知体Ｆに照射される。そして、被検知体Ｆによって反射された反射光Ｈを、第２光透過層２０７と液晶層２０３と対向基板２０２とを介して、位置センサ素子３２ａが受光する。
【００７５】
本実施形態においては、第１光透過層２０６と第２光透過層２０７とが、可視光線ＶＲよりも赤外光線ＩＲに対する透過性が高くなるように形成されている。このため、照明光Ｒにおいて可視光線ＶＲは、第１光透過層２０６や第２光透過層２０７などの液晶パネル２００の各部において吸収され、その強度が低下した状態で、位置センサ素子３２ａによって受光される。これに対して、照明光Ｒにおいて赤外光線ＩＲは、液晶パネル２００の各部において吸収される割合が可視光線ＶＲよりも小さい。よって、被検知体Ｆによって反射された反射光Ｈに含まれる赤外光線ＩＲは、その反射光Ｈに含まれる可視光線ＶＲよりも大きな強度であるので、位置センサ素子３２ａは、赤外光線ＩＲを効果的に受光できる。
【００７６】
そして、その受光した光の強度に応じた信号強度の受光データを位置センサ素子３２ａが生成する。その後、周辺回路によって受光データが読み出され、その受光データが読み出された位置センサ素子３２ａの位置と、その位置センサ素子３２ａから読み出された受光データの信号強度とのそれぞれに基づいて、被検知体Ｆが表示領域ＰＡにおいて接触した位置が、位置検出部４０２によって検出される。
【００７７】
図７は、本発明にかかる実施形態１において、位置センサ素子３２ａによって得られた受光データによる相対信号強度を示す図である。図７において、（ａ）は、本実施形態の場合を示し、（ｂ）は、本実施形態において第１光透過層２０６と第２光透過層２０７とを、ワイヤグリッドを用いた反射型偏光板に置換した場合を示し、（ｃ）は、本実施形態において、バックライト３００が照射する照明光を可視光線のみにした場合を示している。そして、図７においては、縦軸が相対信号強度を示しており、横軸が表示領域ＰＡの面方向（パネル面内長手方向）における端部からの距離を示している。
【００７８】
ここでは、表示領域ＰＡの中央部分に棒状の被検知体Ｆを接触させて、各部の受光データを収集後、その中央部分以外において得られた受光データの信号強度に対する信号強度の割合を、相対信号強度として算出した。具体的には、輝度を７００ｎｉｔに調整し、表示領域ＰＡの中央に直径５ｍｍで表面が平坦かつ光拡散性の棒を置いた状態にて、各位置センサ素子３２ａの電流分布を計測し、その計測データに基づいて、上記のように、相対信号強度を算出した。
【００７９】
図７（ａ）に示すように、本実施形態においては、被検知体ついて得られた受光データは、相対信号強度が約３．５であるのに対して、図７（ｂ）と図７（ｃ）とに示すように、他の場合においては、相対信号強度が約１．７である。このように、本実施形態においては、高いＳ／Ｎ比で、受光データを得ることができる。
【００８０】
以上のように、本実施形態は、可視光線ＶＲよりも赤外光線ＩＲに対する透過性が高い第１，第２の光透過層２０６，２０７が表示領域ＰＡに形成されている液晶パネル２００の背面へ、バックライト３００が可視光線ＶＲと赤外光線ＩＲとを照明光Ｒとして出射する。そして、液晶パネル２００の正面の側において照明光Ｒが被検知体Ｆによって反射された反射光Ｈを、位置センサ素子３２ａが、第２光透過層２０７を介して受光する。このため、本実施形態は、反射光Ｈに含まれる可視光線ＶＲと赤外光線ＩＲとの間で強度差が生じるので、受光データのＳ／Ｎ比を改善することができる。特に、暗環境下や黒表示の場合のように、可視光線ＶＲが位置センサ素子３２ａへ照射されにくい状況においても、赤外光線ＩＲを受光可能であるので、効果的である。
【００８１】
また、本実施形態においては、第１光透過層２０６と第２光透過層２０７とが偏光作用を有するように形成している。このため、画像表示に寄与する可視光線は、第１光透過層２０６で減衰するが、第２光透過層２０７においては減衰することなく透過され、画像表示に利用されるので、好適である。また、本実施形態においては、位置センサ素子３２ａのコントロール電極４３を遮光膜として機能するように形成しているため、さらに、受光データのＳ／Ｎ比を向上できる。
【００８２】
＜実施形態２＞
以下より、本発明にかかる実施形態２について説明する。
【００８３】
（液晶パネルの表示領域の構成）
図８は、本発明にかかる実施形態２において、液晶パネル２００における表示領域ＰＡに設けられた画素Ｐの概略を模式的に示す断面図である。図８は、前述の図３と同様に、図４においてＸ１−Ｘ２部分に対応する部分を示している。
【００８４】
本実施形態においては、図８に示すように、液晶パネル２００は、第３光透過層２０８を有する。この点を除き、本実施形態は、実施形態１と同様である。このため、重複するう個所については、説明を省略する。
【００８５】
図８に示すように、第３光透過層２０８は、対向基板２０２においてＴＦＴアレイ基板２０１に対面する面に設けられている。ここでは、第３光透過層２０８は、図８に示すように、遮光領域ＲＡに設けられた受光領域ＳＡに対応するように形成されている。
【００８６】
具体的には、図８に示すように、第３光透過層２０８は、受光領域ＳＡを被覆するように、たとえば、対向電極２３上に設けられている。本実施形態においては、第３光透過層２０８は、第１光透過層２０６および第２光透過層２０７と同様に、可視光線よりも赤外光線に対する透過性が高くなるように構成されると共に、バックライト３００が出射する照明光において、第２光透過層２０７を介して入射する可視光線を偏光するように構成されている。ここでは、第３光透過層２０８は、第２光透過層２０７の偏光軸に対して偏光軸が直交するように形成されている。たとえば、第３光透過層２０８は、リオトロピック液晶を偏光材料として含む塗布液を応力をかけながら塗布し硬化させた後に、その塗布膜をパターン加工することによって、形成される。たとえば、フォトリソグラフィ法やインクジェット塗布法によって形成されている。
【００８７】
（動作）
以下より、上記の液晶表示装置１００において、ユーザーの指などの被検知体が液晶パネル２００の表示領域ＰＡに接触もしくは移動された位置を検出する際の動作について説明する。
【００８８】
図９は、本発明に係る実施形態２において、被検知体が液晶パネル２００の表示領域ＰＡに接触もしくは移動された位置を検出する際の様子を模式的に示す断面図である。図９においては、要部を記載し、その他の部分については、記載を省略している。
【００８９】
図９に示すように、実施形態１の場合と同様に、バックライト３００が可視光線ＶＲと赤外光線ＩＲとを含む照明光Ｒを、平面光として、液晶パネル２００の背面に照射する。そして、その照明光Ｒは、液晶パネル２００を介して、被検知体Ｆに照射され、被検知体Ｆによって反射される。そして、その被検知体Ｆによって反射された反射光Ｈを、位置センサ素子３２ａが受光する。
【００９０】
本実施形態においては、上記したように、第２光透過層２０７と第３光透過層２０８との偏光軸が直交している。このため、受光領域ＳＡにおいて液晶パネル２００の正面側から第２光透過層２０７を介して入射する反射光Ｈに含まれる可視光線ＶＲについては、第３光透過層２０８が遮光する。一方で、その受光領域ＳＡにおいて第２光透過層２０７を介して入射する反射光Ｈに含まれる赤外光線ＩＲについては、第３光透過層２０８を透過する。よって、被検知体Ｆによって反射された反射光Ｈにおいては、可視光線ＶＲが含まず、赤外光線ＩＲを含むので、位置センサ素子３２ａは、赤外光線ＩＲを効果的に受光できる。
【００９１】
そして、実施形態１と同様に、その受光した光の強度に応じた信号強度の受光データを位置センサ素子３２ａが生成後に読み出され、被検知体Ｆが表示領域ＰＡにおいて接触した位置が、位置検出部４０２によって検出される。
【００９２】
図１０は、本発明にかかる実施形態２において、位置センサ素子３２ａによって得られた受光データによる相対信号強度を示す図である。図１０においては、縦軸が相対信号強度を示しており、横軸が表示領域ＰＡの面方向（パネル面内長手方向）における端部からの距離を示している。ここでは、実施形態１で示した方法と同様な方法によって、相対信号強度を計測した。
【００９３】
図１０に示すように、本実施形態においては、被検知体ついて得られた受光データは、相対信号強度が約４．５である。このため、本実施形態は、図７に示した結果と比較することによってわかるように、より高い強度で、受光データを得ることができる。
【００９４】
以上のように、本実施形態は、可視光線ＶＲと赤外光線ＩＲとを含む照明光Ｒを、バックライト３００が出射して、被検知体Ｆを照明した後、その被検知体Ｆによって反射された反射光Ｈを、第２光透過層２０７および第３光透過層２０８を介して位置センサ素子３２ａが受光する。ここでは、第２光透過層２０７の偏光軸と、第３光透過層の偏光軸とが、互いに直交するように、第２光透過層２０７と第３光透過層２０８とが形成されている。このため、上述したように、被検知体Ｆによって反射された反射光Ｈは、位置センサ素子３２ａによって受光される際には、可視光線ＶＲが遮光され、赤外光線ＩＲのみが透過する。したがって、本実施形態は、反射光Ｈに含まれる可視光線ＶＲと赤外光線ＩＲとの間で強度差が生じ、位置センサ素子３２ａが、その赤外光線ＩＲを高い強度で検出可能であるため、受光データのＳ／Ｎ比を改善することができる。
【００９５】
さらに、本実施形態においては、対向基板２０２においてＴＦＴアレイ基板２０１に対面する面に第３光透過層２０８が形成されている。対向基板２０２ではなく、ＴＦＴアレイ基板２０１において対向基板２０２に対面する面に、この第３光透過層２０８を形成した場合には、液晶層２０３を介して、反射光Ｈが第３光透過層２０８に入射される。この場合には、液晶層２０３の液晶分子の配向方向の影響を受けて、反射光Ｈが第３光透過層２０８に入射される。このため、反射光Ｈに含まれる可視光線ＶＲの偏光状態が所望の状態でない場合、第３光透過層２０８が、その可視光線ＶＲを十分に遮光することが困難になり、反射光Ｈに含まれる可視光線ＶＲと赤外光線ＩＲとの間で十分な強度差を得ることが、容易ではなくなる場合がある。しかし、本実施形態においては、対向基板２０２においてＴＦＴアレイ基板２０１に対面する面に第３光透過層２０８を形成しているので、液晶層２０３を介在しないで、反射光Ｈが第３光透過層２０８に入射される。このため、反射光Ｈに含まれる可視光線ＶＲと赤外光線ＩＲとの間で十分な強度差が得られるので、受光データのＳ／Ｎ比を更に改善することができる。
【００９６】
なお、本発明の実施に際しては、上記した実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形形態を採用することができる。
【００９７】
たとえば、本実施形態においては、画素スイッチング素子３１を、ボトムゲート型の薄膜トランジスタとして構成する場合について説明したが、これに限定されない。
【００９８】
図１１は、本発明にかかる実施形態において、画素スイッチング素子３１の構成の変形形態を示す断面図である。
【００９９】
図１１に示すように、たとえば、トップゲート型のＴＦＴを、画素スイッチング素子３１として形成してもよい。この場合には、図１１に示すように、たとえば、半導体層４８とＴＦＴアレイ基板２０１との間に遮光膜５０を設ける。ここでは、チャネル長よりも長くなるように遮光膜５０を設ける。そして、その遮光膜５０を被覆するように、層間絶縁膜４２をＴＦＴアレイ基板２０１の面に形成後、その層間絶縁膜４２上に、画素スイッチング素子３１を形成する。これにより、液晶パネル２００の裏面側から画素スイッチング素子３１の半導体層４８へ入射される光が遮光膜５０によって遮光される。
【０１００】
また、本実施形態においては、複数の画素Ｐに対応するように複数の位置センサ素子３２ａを設ける場合について示したが、これに限定されない。たとえば、複数の画素Ｐに対して１つの位置センサ素子３２ａを設けてもよく、逆に、１つの画素Ｐに対して複数の位置センサ素子３２ａを設けてもよい。
【０１０１】
また、本実施形態の液晶表示装置１００は、さまざまな電子機器の部品として適用することができる。
【０１０２】
図１２から図１６は、本発明にかかる実施形態の液晶表示装置１００を適用した電子機器を示す図である。
【０１０３】
図１２に示すように、テレビジョン放送を受信し表示するテレビにおいて、その受信した画像を表示画面に表示すると共に、オペレータの操作指令が入力される表示装置として液晶表示装置１００を適用することができる。
【０１０４】
また、図１３に示すように、デジタルスチルカメラにおいて、その撮像画像などの画像を表示画面に表示すると共に、オペレータの操作指令が入力される表示装置として液晶表示装置１００を適用することができる。
【０１０５】
また、図１４に示すように、ノート型パーソナルコンピュータにおいて、操作画像などを表示画面に表示すると共に、オペレータの操作指令が入力される表示装置として液晶表示装置１００を適用することができる。
【０１０６】
また、図１５に示すように、携帯電話端末において、操作画像などを表示画面に表示すると共に、オペレータの操作指令が入力される表示装置として液晶表示装置１００を適用することができる。
【０１０７】
また、図１６に示すように、ビデオカメラにおいて、操作画像などを表示画面に表示すると共に、オペレータの操作指令が入力される表示装置として液晶表示装置１００を適用することができる。
【０１０８】
この他に、本実施形態においては、位置センサ素子３２ａについて、受光素子であるＰＩＮセンサを設けた場合について説明したが、これに限定されない。たとえば、チャネル領域に不純物がドープされたＰＤＮ構造のフォトダイオードを含む、ＰＤＮセンサを、位置センサ素子３２ａとして形成しても同様な効果を奏することができる。また、この他に、たとえば、位置センサ素子３２ａとしてフォトトランジスタを形成してもよい。
【０１０９】
また、本実施形態においては、位置センサ素子３２ａをボトムゲート構造になるように形成した場合について説明したが、これに限定されない。たとえば、トップゲート構造になるように、この位置センサ素子３２ａを形成してもよい。また、デュアルゲート構造になるように、この位置センサ素子３２ａを形成してもよい。
【０１１０】
また、本実施形態においては、非可視光線として赤外光線を含むように照明光を照射する場合について説明したが、これに限定されない。たとえば、非可視光線として紫外光線を含むように照明光を照射してもよい。
【０１１１】
また、本実施形態においては、第１光透過層２０６および第２光透過層２０７と、第３光透過層２０８とを互いに異なる材料を用いて形成する場合について説明したが、これに限定されない。たとえば、第３光透過層２０８と同じ材料および方法にて、第１光透過層２０６および第２光透過層２０７を形成してもよい。
【０１１２】
また、本実施形態においては、赤フィルタ層２１Ｒと緑フィルタ層２１Ｇと青フィルタ層２１Ｂとのそれぞれをストライプ形状とし、それぞれを水平方向ｘに並ぶように形成すると共に、赤フィルタ層２１Ｒと緑フィルタ層２１Ｇと青フィルタ層２１Ｂとに並ぶように、受光領域ＳＡを赤フィルタ層２１Ｒの隣に形成しているが（図４参照）、これに限定されない。たとえば、赤フィルタ層２１Ｒと緑フィルタ層２１Ｇと青フィルタ層２１Ｂと受光領域ＳＡとを一組とし、その赤フィルタ層２１Ｒと緑フィルタ層２１Ｇと青フィルタ層２１Ｂと受光領域ＳＡとを、２×２のマトリクス状に配置しても良い。
【０１１３】
また、有機ＥＬ表示素子、電子ペーパーなどの他の表示装置においても、適用可能である。
【０１１４】
なお、上記の実施形態において、位置センサ素子３２ａは、本発明の受光素子に相当する。また、上記の実施形態において、コントロール電極４３は、本発明の遮光層に相当する。また、上記の実施形態において、液晶表示装置１００は、本発明の表示装置に相当する。また、上記の実施形態において、液晶パネル２００は、本発明の表示パネルに相当する。また、上記の実施形態において、ＴＦＴアレイ基板２０１は、本発明の第１基板に相当する。また、上記の実施形態において、対向基板２０２は、本発明の第２基板に相当する。また、上記の実施形態において、液晶層２０３は、本発明の液晶層に相当する。また、上記の実施形態において、第１光透過層２０６は、本発明の光透過層および第１光透過層に相当する。また、上記の実施形態において、第２光透過層２０７は、本発明の光透過層および第２光透過層に相当する。また、上記の実施形態において、第３光透過層２０８は、本発明の光透過層および第３光透過層に相当する。また、上記の実施形態において、バックライト３００は、本発明の照明部に相当する。
【図面の簡単な説明】
【０１１５】
【図１】図１は、本発明にかかる実施形態１において、液晶表示装置１００の構成を示す断面図である。
【図２】図２は、本発明にかかる実施形態１において、液晶パネル２００を示す平面図である。
【図３】図３は、本発明の実施形態１において、液晶パネル２００における表示領域ＰＡに設けられた画素Ｐの概略を模式的に示す断面図である。
【図４】図４は、本発明の実施形態１において、液晶パネル２００の表示領域ＰＡに設けられた画素Ｐの概略を模式的に示す平面図である。
【図５】図５は、本発明にかかる実施形態１において、第１光透過層２０６の透過スペクトルを示す図である。
【図６】図６は、本発明に係る実施形態１において、被検知体が液晶パネル２００の表示領域ＰＡに接触もしくは移動された位置を検出する際の様子を模式的に示す断面図である。
【図７】図７は、本発明にかかる実施形態１において、位置センサ素子３２ａによって得られた受光データによる相対信号強度を示す図である。
【図８】図８は、本発明にかかる実施形態２において、液晶パネル２００における表示領域ＰＡに設けられた画素Ｐの概略を模式的に示す断面図である。
【図９】図９は、本発明に係る実施形態２において、被検知体が液晶パネル２００の表示領域ＰＡに接触もしくは移動された位置を検出する際の様子を模式的に示す断面図である。
【図１０】図１０は、本発明にかかる実施形態２において、位置センサ素子３２ａによって得られた受光データによる相対信号強度を示す図である。
【図１１】図１１は、本発明にかかる実施形態において、画素スイッチング素子３１の構成の変形形態を示す断面図である。
【図１２】図１２は、本発明にかかる実施形態の液晶表示装置１００を適用した電子機器を示す図である。
【図１３】図１３は、本発明にかかる実施形態の液晶表示装置１００を適用した電子機器を示す図である。
【図１４】図１４は、本発明にかかる実施形態の液晶表示装置１００を適用した電子機器を示す図である。
【図１５】図１５は、本発明にかかる実施形態の液晶表示装置１００を適用した電子機器を示す図である。
【図１６】図１６は、本発明にかかる実施形態の液晶表示装置１００を適用した電子機器を示す図である。
【符号の説明】
【０１１６】
３２ａ：位置センサ素子（受光素子）、４３：コントロール電極（遮光層）、１００：液晶表示装置（表示装置）、２００：液晶パネル（表示パネル）、２０１：ＴＦＴアレイ基板（第１基板）、２０２：対向基板（第２基板）、２０３：液晶層（液晶層）、２０６：第１光透過層（光透過層，第１光透過層）、２０７：第２光透過層（光透過層，第２光透過層）、２０８：第３光透過層（光透過層，第３光透過層）、３００：バックライト（照明部）、４００：データ処理部、４０１：制御部、４０２：位置検出部、ＰＡ：表示領域（表示領域）、ＣＡ：周辺領域
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置に関する。特に、本発明は、画素が複数配置された表示領域に、受光素子が複数形成されている表示パネルと、その表示パネルの一方の面へ照明光を出射する照明部とを具備しており、その照明光によって表示領域にて画像を表示すると共に、表示パネルの他方の面の側において、その照明光が被検知体によって反射された反射光を、受光素子が受光することにより、表示領域における被検知体の位置を検出する表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置，有機ＥＬ表示装置などの表示装置は、薄型、軽量、低消費電力といった利点を有する。
【０００３】
このような表示装置において、液晶表示装置は、一対の基板の間に液晶層が封入された液晶パネルを、表示パネルとして有している。液晶パネルは、たとえば、透過型であって、液晶パネルの背面に設けられたバックライトなどの照明装置が出射した照明光を、その液晶パネルが変調して透過させる。そして、その変調した照明光によって画像の表示が、液晶パネルの正面にて実施される。
【０００４】
この液晶パネルは、たとえば、アクティブマトリクス方式であり、画素スイッチング素子として機能する薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）が複数形成されているＴＦＴアレイ基板と、そのＴＦＴアレイ基板に対面するように対向する対向基板と、ＴＦＴアレイ基板および対向基板の間に設けられた液晶層とを有する。このアクティブマトリクス方式の液晶パネルにおいては、画素スイッチング素子が画素電極に電位を入力することによって、液晶層に印加する電圧を可変し、その画素を透過する光の透過率を制御して、その光を変調させる。
【０００５】
上記のような液晶パネルにおいては、上記の画素スイッチング素子として機能するＴＦＴの他に、位置センサ素子として機能する受光素子を内蔵したものが提案されている。
【０００６】
上記のように受光素子が内蔵された液晶パネルは、ユーザーインターフェイスとしての機能が実現できるため、Ｉ／Ｏタッチパネル（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅ−Ｏｐｔｉｃａｌ ｔｏｕｃｈ ｐａｎｅｌ）と呼ばれている。このタイプの液晶パネルにおいては、液晶パネルの前面に、別途、抵抗膜方式や静電容量方式のタッチパネルを設置する必要がなくなる。このため、装置の小型化を、容易に実現できる。また、さらに、抵抗膜方式や静電容量方式のタッチパネルを設置した場合には、そのタッチパネルによって表示領域において透過する光が減少する場合や、その光が干渉される場合があるため、表示画像の品質が低下する場合があるが、上記のように液晶パネルに受光素子を内蔵することによって、この不具合の発生を防止できる。
【０００７】
このような液晶パネルにおいては、たとえば、液晶パネルの前面に触れられたユーザーの指やタッチペンなどの被検知体からの可視光線を、その内蔵された受光素子が受光する。その後、その受光素子によって得られた受光データに基づいて、その被検知体が接触した位置を特定し、その特定された位置に対応する操作が、液晶表示装置自身や、その液晶表示装置に接続された他の電子機器において実施される。
【０００８】
上記のように受光素子を用いて被検知体の位置を検出する場合には、受光素子によって得られる受光データは、外光に含まれる可視光線の影響によって、多くのノイズを含む場合がある。また、表示領域において黒表示を実施する場合には、ＴＦＴアレイ基板に設けられた受光素子は、被検知体から出射される可視光線を受光することが困難である。このため、正確に、位置を検出をすることが困難な場合がある。
【０００９】
このような不具合を改善するために、赤外線など、可視光線以外の不可視光線を用いる技術が提案されている。ここでは、被検知体から出射される赤外線などの不可視光線を、受光素子が受光することによって受光データを取得し、その取得したデータに基づいて、被検知体の位置を特定している（たとえば、特許文献１，特許文献２，特許文献３参照）。
【００１０】
【特許文献１】特開２００５−２７５６４４号公報
【特許文献２】特開２００４−３１８８１９号公報
【特許文献３】特開２００６−３０８１８６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上記においては、外光に含まれる可視光線の影響によって、受光素子によって得られたデータにノイズが含まれ、十分なＳ／Ｎ比のデータを得ることが困難な場合がある。
【００１２】
したがって、本発明は、受光素子によって得られたデータのＳ／Ｎ比を改善することが可能な表示装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、画素が複数配置された表示領域に受光素子が複数形成されている表示パネルと、前記表示パネルの一方の面へ照明光を出射する照明部とを具備し、前記表示パネルの他方の面の側において前記照明光が被検知体によって反射された反射光を前記受光素子が受光することにより、前記表示領域における被検知体の位置を検出する表示装置であって、前記照明部は、可視光線と不可視光線とを前記照明光として出射するように構成されており、前記表示パネルは、前記可視光線よりも前記不可視光線に対する透過性が高い光透過層が、前記表示領域に形成されており、前記受光素子は、前記光透過層を介して入射する前記反射光を受光する。
【００１４】
本発明においては、可視光線よりも不可視光線に対する透過性が高い光透過層が表示領域に形成されている表示パネルの一方の面へ、照明部が可視光線と不可視光線とを照明光として出射する。そして、表示パネルの他方の面の側において照明光が被検知体によって反射された反射光を、受光素子が光透過層を介して受光する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、受光素子によって得られたデータのＳ／Ｎ比を改善することが可能な表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明にかかる実施形態の一例について説明する。
【００１７】
＜実施形態１＞
（液晶表示装置の全体構成）
図１は、本発明にかかる実施形態１において、液晶表示装置１００の構成を示す断面図である。
【００１８】
本実施形態の液晶表示装置１００は、図１に示すように、液晶パネル２００と、バックライト３００と、データ処理部４００とを有する。各部について順次説明する。
【００１９】
液晶パネル２００は、図１に示すように、ＴＦＴアレイ基板２０１と対向基板２０２と液晶層２０３とを有する。
【００２０】
この液晶パネル２００においては、ＴＦＴアレイ基板２０１と対向基板２０２とが間隔を隔てるよう対面している。そして、そのＴＦＴアレイ基板２０１と対向基板２０２との間に挟まれるように、液晶層２０３が設けられている。
【００２１】
そして、液晶パネル２００は、ＴＦＴアレイ基板２０１の側に位置するようにバックライト３００が配置されており、ＴＦＴアレイ基板２０１において対向基板２０２に対面していない側の面に、バックライト３００から出射された照明光が照射される。そして、図１に示すように、液晶パネル２００は、画像を表示する表示領域ＰＡを含み、その液晶パネル２００の背面側に設置されたバックライト３００が出射した照明光を背面から受け、その背面から受けた照明光を表示領域ＰＡにおいて変調する。そして、その変調された照明光が、正面側に出射し、表示領域ＰＡにおいて画像が表示される。
【００２２】
また、本実施形態においては、この液晶パネル２００は、いわゆるＩ／Ｏタッチパネルであり、詳細については後述するが、液晶パネル２００においてバックライト３００が設置された背面に対して反対側となる正面に、ユーザーの指やタッチペンなどの被検知体が接触または近接した際に、その被検知体によって反射される反射光を受光する受光素子が、位置センサ素子（図示無し）として形成されている。たとえば、フォトダイオードが、この位置センサ素子として形成されている。この受光素子である位置センサ素子は、液晶パネル２００の正面側において、被検知体が反射する反射光を受光する。すなわち、対向基板２０２の側からＴＦＴアレイ基板２０１の側へ向かう反射光を受光する。そして、受光素子である位置センサ素子は、光電変換することによって、受光データを生成する。
【００２３】
バックライト３００は、図１に示すように、液晶パネル２００の背面に対面しており、その液晶パネル２００の表示領域ＰＡに照明光を出射する。ここでは、バックライト３００は、図１に示すように、光源３０１と、その光源３０１から照射された光を拡散することよって面状の光に変換する導光板３０２とを有しており、液晶パネル２００の表示領域ＰＡの全面に平面光を照射する。
【００２４】
具体的には、バックライト３００は、液晶パネル２００を構成するＴＦＴアレイ基板２０１と対向基板２０２とにおいて、ＴＦＴアレイ基板２０１の側に位置するように配置されている。そして、ＴＦＴアレイ基板２０１において対向基板２０２に対面している面とは反対側の面に、その平面光を照射する。つまり、バックライト３００は、ＴＦＴアレイ基板２０１の側から対向基板２０２の側へ向うように平面光を照明する。
【００２５】
本実施形態においては、バックライト３００の光源３０１は、図１に示すように、たとえば、可視光源３０１ａと、赤外光源３０１ｂとを有する。可視光源３０１ａと赤外光源３０１ｂとのそれぞれは、導光板３０２の端部に設けられ、可視光線と非可視光線とを照明光として出射する。具体的には、可視光源３０１ａは、白色ＬＥＤであり、白色の可視光線を照射面から照射する。また、赤外光源３０１ｂは、赤外ＬＥＤであり、赤外光線を照射面から照射する。たとえば、中心波長が８５０ｎｍである赤外光線を照射する。そして、可視光源３０１ａから照射された白色の可視光線と、赤外光源３０２ｂから照射された赤外光線とが、導光板３０２において拡散され、平面光として、液晶パネル２００の背面に照射される。
【００２６】
データ処理部４００は、図１に示すように、制御部４０１と、位置検出部４０２とを有する。データ処理部４００は、コンピュータを含み、プログラムによってコンピュータが各部として動作するように構成されている。
【００２７】
データ処理部４００の制御部４０１は、液晶パネル２００とバックライト３００との動作を制御するように構成されている。制御部４０１は、液晶パネル２００に制御信号を供給することによって、液晶パネル２００に複数設けられた画素スイッチング素子（図示無し）の動作を制御する。たとえば、線順次駆動を実行させる。また、制御部４０１は、バックライト３００に制御信号を供給することによって、バックライト３００の動作を制御し、バックライト３００から照明光を照射する。このように、制御部４０１は、液晶パネル２００とバックライト３００との動作を制御することによって、液晶パネル２００の表示領域ＰＡに画像を表示する。
【００２８】
このほかに、制御部４０１は、液晶パネル２００に制御信号を供給することによって、液晶パネル２００に位置センサ素子として複数設けられた受光素子（図示無し）の動作を制御し、その位置センサ素子から受光データを収集する。たとえば、線順次駆動を実行させて、受光データを収集する。
【００２９】
データ処理部４００の位置検出部４０２は、液晶パネル２００に複数設けられた受光素子(図示無し）である位置センサ素子から収集した受光データに基づいて、液晶パネル２００の表示領域において、ユーザーの指やタッチペンなどの被検知体が接触または近接した位置を検出する。
【００３０】
（液晶パネルの全体構成）
液晶パネル２００について詳細に説明する。
【００３１】
図２は、本発明にかかる実施形態１において、液晶パネル２００を示す平面図である。
【００３２】
図２に示すように、液晶パネル２００は、表示領域ＰＡと、周辺領域ＣＡとを有する。
【００３３】
液晶パネル２００において表示領域ＰＡには、図２に示すように、複数の画素Ｐが水平方向ｘと垂直方向ｙとのそれぞれにマトリクス状に並ぶように配置されており、画像を表示する。詳細については後述するが、画素Ｐは、画素スイッチング素子として機能するＴＦＴ（図示無し）を含む。そして、この複数の画素Ｐに対応するように、位置センサ素子として機能する受光センサ素子（図示無し）が、複数、形成されている。
【００３４】
液晶パネル２００において周辺領域ＣＡは、図２に示すように、表示領域ＰＡの周辺を囲うように設けられている。この周辺領域ＣＡにおいては、図２に示すように、表示用垂直駆動回路１１と、表示用水平駆動回路１２と、センサ用垂直駆動回路１３と、センサ用水平駆動回路１４とが形成されている。たとえば、上記の画素スイッチング素子として機能するＴＦＴ（図示無し）と、位置センサ素子として機能する受光センサ素子（図示無し）と同様にして形成された半導体素子によって、この各回路が構成されている。そして、表示領域ＰＡにおいて画素Ｐに対応するように画素スイッチング素子として設けられたＴＦＴを、表示用垂直駆動回路１１および表示用水平駆動回路１２が駆動し、画像表示を実行する。そして、これと共に、表示領域ＰＡにおいて画素Ｐに対応するように位置センサ素子として設けられた受光素子（図示無し）を、センサ用垂直駆動回路１３とセンサ用水平駆動回路１４とが駆動し、受光データを収集する。
【００３５】
具体的には、表示用垂直駆動回路１１は、図２に示すように、垂直方向ｙに延在している。表示用垂直駆動回路１１は、垂直方向ｙにおいて複数の画素Ｐに対応するように画素スイッチング素子として形成された各ＴＦＴ（図示無し）のゲート電極に接続されている。そして、表示用垂直駆動回路１１は、供給される駆動信号に基づいて、その垂直方向ｙに並ぶ複数のＴＦＴに、走査信号を、順次、供給する。ここでは、水平方向ｘに並ぶ複数の画素Ｐに対応して形成された複数のＴＦＴのそれぞれにゲート線（図示無し）が接続され、そのゲート線が垂直方向ｙに並ぶ複数の画素Ｐに対応するように複数形成されており、表示用垂直駆動回路１１は、その複数をゲート線に、順次、走査信号を供給する。
【００３６】
表示用水平駆動回路１２は、図２に示すように、水平方向ｘに延在している。表示用水平駆動回路１２は、水平方向ｘにおいて複数の画素Ｐに対応するように画素スイッチング素子として形成された各ＴＦＴ（図示無し）のソース電極に接続されている。そして、表示用水平駆動回路１２は、供給される駆動信号に基づいて、その垂直方向ｙに並ぶ複数のＴＦＴに、データ信号を、順次、供給する。ここでは、垂直方向ｙに並ぶ複数の画素Ｐに対応して形成された複数のＴＦＴのそれぞれに信号線（図示無し）が接続され、その信号線が水平方向ｘに並ぶ複数の画素Ｐに対応するように複数形成されており、表示用水平駆動回路１２は、その複数の信号線に、順次、映像データ信号を供給する。
【００３７】
センサ用垂直駆動回路１３は、図２に示すように、垂直方向ｙに延在している。センサ用垂直駆動回路１３は、垂直方向ｙにおいて複数の画素Ｐに対応するように位置センサ素子として形成された各受光素子（図示無し）に接続されている。そして、センサ用垂直駆動回路１３は、供給される駆動信号に基づいて、その垂直方向ｙに並ぶ複数の受光素子において、受光データを読み出す受光素子を選択する。ここでは、水平方向ｘに並ぶ複数の画素Ｐに対応して形成された複数の受光素子のそれぞれにゲート線（図示無し）が接続され、そのゲート線が垂直方向ｙに並ぶ複数の画素Ｐに対応するように複数形成されており、センサ用垂直駆動回路１３は、その複数のゲート線を順次選択するように走査信号を供給する。
【００３８】
センサ用水平駆動回路１４は、水平方向ｘに延在している。センサ用水平駆動回路１４は、水平方向ｘにおいて複数の画素Ｐに対応するように位置センサ素子として形成された各受光素子（図示無し）に接続されている。そして、センサ用水平駆動回路１４は、供給される駆動信号に基づいて、その垂直方向ｙに並ぶ複数の受光素子から受光データを、順次、読み出す。ここでは、垂直方向ｙに並ぶ複数の画素Ｐに対応して形成された複数の受光素子のそれぞれに、信号読み出し線（図示無し）が接続され、その信号読み出し線が水平方向ｘに並ぶ複数の画素Ｐに対応するように複数形成されており、センサ用水平駆動回路１４は、その複数の信号読み出し線を介して受光素子から、順次、受光データを読み出した後、位置検出部４０２（図１参照）へ出力する。そして、液晶パネル２００の表示領域ＰＡにユーザーの指やタッチペンなどの被検知体が接触または近接した位置を、その受光素子から出力される受光データに基づいて、位置検出部４０２が検出する。
【００３９】
（液晶パネルの表示領域の構成）
図３は、本発明の実施形態１において、液晶パネル２００における表示領域ＰＡに設けられた画素Ｐの概略を模式的に示す断面図である。図４は、本発明の実施形態１において、液晶パネル２００の表示領域ＰＡに設けられた画素Ｐの概略を模式的に示す平面図である。図３は、図４においてＸ１−Ｘ２部分に対応する部分を示している。
【００４０】
図３に示すように、液晶パネル２００は、ＴＦＴアレイ基板２０１と、対向基板２０２と、液晶層２０３とを有している。液晶パネル２００は、ＴＦＴアレイ基板２０１と対向基板２０２とがスペーサ（図示無し）によって間隔を隔てられ、シール材（図示無し）で貼り合わされており、そのＴＦＴアレイ基板２０１と対向基板２０２との間の間隔に液晶層２０３が設けられている。
【００４１】
また、図３と図４とに示すように、液晶パネル２００は、画素Ｐにおいて、光透過領域ＴＡと遮光領域ＲＡとを含む。
【００４２】
光透過領域ＴＡにおいては、バックライト３００から出射された照明光が、ＴＦＴアレイ基板２０１の側から対向基板２０２の側へ透過する。ここでは、光透過領域ＴＡには、図３と図４とに示すように、カラーフィルタ層２１が形成されており、バックライト３００から出射された照明光が着色されて、ＴＦＴアレイ基板２０１の側から対向基板２０２の側へ透過する。
【００４３】
一方で、遮光領域ＲＡにおいては、図３と図４とに示すように、ブラックマトリクス層２１Ｋが形成されており、バックライト３００から出射された照明光を、ブラックマトリクス層２１Ｋがカラーフィルタ層２１の周囲において遮光する。
【００４４】
そして、この遮光領域ＲＡにおいては、図３と図４とに示すように、受光領域ＳＡが形成されている。
【００４５】
この受光領域ＳＡにおいては、ＴＦＴアレイ基板２０１と対向基板２０２とが対面する面において、対向基板２０２の側からＴＦＴアレイ基板２０１の側へ向かう光を受光する受光素子が、位置センサ素子３２ａとして形成されている。具体的には、図３に示すように、液晶パネル２００は、対向基板２０２の側からＴＦＴアレイ基板２０１の側へ向かう光において、ブラックマトリクス層２１Ｋに形成された開口２１ａを透過する光を、その位置センサ素子３２ａが受光するように形成されている。この位置センサ素子３２ａは、図３に示すように、液晶パネル２００の正面側において、ユーザーの指などの被検知体によってバックライト３００から照射された照明光が反射された反射光を、対向基板２０２の側から受けて受光する。
【００４６】
液晶パネル２００の各部について説明する。
【００４７】
ＴＦＴアレイ基板２０１について下記に示す。
【００４８】
ＴＦＴアレイ基板２０１は、光を透過する絶縁体の基板であり、たとえば、ガラスにより形成されている。このＴＦＴアレイ基板２０１においては、図３に示すように、対向基板２０２に対面する側の面に、画素スイッチング素子３１と、補助容量素子Ｃｓと、位置センサ素子３２ａと、画素電極６２と、第１光透過層２０６とが形成されている。
【００４９】
なお、図３においては、画素Ｐのカラーフィルタ層２１において赤フィルタ層２１Ｒに対応するドット領域について示しているが、その他の緑フィルタ層２１Ｇと青フィルタ層２１Ｂとに対応するドット領域においては、位置センサ素子３２ａを除いた他の部材が、赤フィルタ層２１Ｒに対応するドット領域の場合と同様に形成されている。
【００５０】
ＴＦＴアレイ基板２０１の各部について示す。
【００５１】
画素スイッチング素子３１は、図３に示すように、ＴＦＴアレイ基板２０１において対向基板２０２に対面する側の面に、絶縁層４２を介して形成されている。画素スイッチング素子３１は、ゲート電極４５と、ゲート絶縁膜４６ｇと、半導体層４８とを含み、たとえば、ＬＤＤ構造のボトムゲート型ＴＦＴとして形成されている。
【００５２】
具体的には、ゲート電極４５は、たとえば、モリブデンなどの金属材料を用いて形成されている。また、ゲート絶縁膜４６ｇは、シリコン酸化膜などの絶縁材料を用いて形成されている。また、半導体層４８は、たとえば、低温ポリシリコンで形成されている。そして、半導体層４８においては、ゲート電極４５に対応するようにチャネル形成領域が形成されると共に、そのチャネル領域を挟むように一対のソース・ドレイン領域が形成されている。ここでは、図示を省略しているが、ＬＤＤ構造になるように、この一対のソース・ドレイン領域は、一対の低濃度不純物領域がチャネル領域を挟むように形成され、さらに、その一対の低濃度不純物領域を挟むように高濃度不純物領域が形成されている。そして、ソース電極５３とドレイン電極５４とが、半導体層４８を被覆する絶縁層４９に設けられた開口に、アルミニウムなどの導電材料を埋め込み、パターン加工することによって形成されている。
【００５３】
補助容量素子Ｃｓは、図３に示すように、ＴＦＴアレイ基板２０１において対向基板２０２に対面する側の面に、絶縁層４２を介して形成されている。本実施形態においては、図４に示すように、上部電極４４ａと下部電極４４ｂとのそれぞれによって、誘電体膜４６ｃを挟むように形成されている。ここでは、画素スイッチング素子３１のゲート電極４５と同じ工程にて上部電極４４ａが形成される。そして、画素スイッチング素子３１のゲート絶縁膜４６ｇと同じ工程にて誘電体膜４６ｃが形成され、半導体層４８と同様な工程にて下部電極４４ｂが形成される。そして、補助容量素子Ｃｓは、液晶層２０３による静電容量と並列になるように形成され、液晶層２０３に印加されるデータ信号による電荷を保持する。
【００５４】
位置センサ素子３２ａは、受光センサ素子であって、図３に示すように、ＴＦＴアレイ基板２０１において対向基板２０２に対面する側の面に、絶縁層４２を介して形成されている。ここでは、位置センサ素子３２ａは、図３に示すように、対向基板２０２の側からＴＦＴアレイ基板２０１の側へ向う光を、液晶層２０３を介して受光するように、ＴＦＴアレイ基板２０１に設けられている。この位置センサ素子３２ａは、たとえば、ＰＩＮ構造のフォトダイオードを含むＰＩＮセンサであって、コントロール電極４３と、コントロール電極４３上に設けられた絶縁膜４６ｓと、絶縁膜４６ｓを介してコントロール電極４３に対面する半導体層４７とを含む。そして、位置センサ素子３２ａは、受光領域ＳＡから入射する光を受光し、光電変換することによって、受光データを生成し、読み出される。
【００５５】
具体的には、位置センサ素子３２ａにおいて、コントロール電極４３は、たとえば、モリブデンなどの金属材料を用いて形成されている。金属材料などのように光を遮光する遮光材料によってコントロール電極４３を形成することによって、背面側から入射する照明光が半導体層４７に入射しないように、その照明光を遮光することができる。つまり、本実施形態においては、コントロール電極４３は、遮光膜として機能するように形成されている。また、絶縁膜４６ｓは、シリコン酸化膜などの絶縁材料を用いて形成されている。また、半導体層４７は、たとえば、低温ポリシリコンで形成されており、図示を省略しているが、ｐ層とｎ層の間に高抵抗のｉ層が介在したＰＩＮ構造になるように構成されている。そして、アノード電極５１とカソード電極５２とが、絶縁層４９に設けられた開口にアルミニウムを埋め込むことによって形成されている。
【００５６】
画素電極６２は、図３に示すように、ＴＦＴアレイ基板２０１において対向基板２０２に対面する面を被覆するように形成された層間絶縁膜６０を覆うように形成されている。ここでは、図３に示すように、画素電極６２は、層間絶縁膜６０上において、光透過領域ＴＡに対応するように形成されており、液晶層２０３に接続されている。画素電極６２は、いわゆる透明電極であって、たとえば、ＩＴＯを用いて形成されている。そして、画素電極６２は、バックライト３００によって照明された光を変調するために、対向電極２３と共に、液晶層２０３に電圧を印加する。なお、この画素電極６２は、表示領域ＰＡにおいて、複数の画素Ｐのそれぞれに対応するように複数がマトリクス状になるように配置されている。
【００５７】
第１光透過層２０６は、図３に示すように、ＴＦＴアレイ基板２０１において対向基板２０２に対面する面とは反対側の面を被覆するように、表示領域にＰＲ設けられている。本実施形態においては、第１光透過層２０６は、可視光線よりも赤外光線に対する透過性が高く、かつ、バックライト３００が出射する照明光において、可視光線を偏光するように構成されている。たとえば、第１光透過層２０６は、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）を基体とするヨウ素系材料で構成されている。具体的には、第２光透過層２０７は、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）にヨウ素が含有した構成であって、偏光軸が表示領域ＰＡの長辺に対して４５°の向きになるように形成されている。
【００５８】
図５は、本発明にかかる実施形態１において、第１光透過層２０６の透過スペクトルを示す図である。図５において、横軸は、光の波長（ｎｍ）であり、縦軸は、光透過率である。
【００５９】
図５に示すように、７００ｎｍ以上の波長の光に対して、光透過率が高くなるように第１光透過層２０６を形成する。具体的には、図５に示すように、臨界波長が可視光線と赤外光線との境界になるように、可視光線よりも赤外光線に対する透過性が高い第１光透過層２０６を形成する。
【００６０】
対向基板２０２について示す。
【００６１】
対向基板２０２は、ＴＦＴアレイ基板２０１の場合と同様に、光を透過する絶縁体の基板であり、ガラスにより形成されている。そして、対向基板２０２は、図３に示すように、ＴＦＴアレイ基板２０１に対して間隔を隔てるよう対面している。そして、対向基板２０２には、図３に示すように、カラーフィルタ層２１と、ブラックマトリクス層２１Ｋと、平坦化膜２２と、対向電極２３と、第２光透過層２０７とが形成されている。
【００６２】
対向基板２０２の各部について示す。
【００６３】
カラーフィルタ層２１は、図３に示すように、対向基板２０２にてＴＦＴアレイ基板２０１に対面する側の面に形成されている。カラーフィルタ層２１は、図４に示すように、光透過領域ＴＡに対応するように、赤フィルタ層２１Ｒと緑フィルタ層２１Ｇと青フィルタ層２１Ｂとが形成されている。ここでは、赤フィルタ層２１Ｒと緑フィルタ層２１Ｇと青フィルタ層２１Ｂとのそれぞれは、矩形形状であり、水平方向ｘに並ぶように形成されている。カラーフィルタ層２１は、たとえば、顔料や染料などの着色剤を含有するポリイミド樹脂を用いて形成される。ここでは、赤と緑と青との３原色を１組として構成されている。そして、カラーフィルタ層２１は、バックライト３００から出射された照明光を着色する。
【００６４】
ブラックマトリクス層２１Ｋは、図３に示すように、表示領域ＰＡにおいて複数の画素Ｐを区画するように、遮光領域ＲＡに形成され、光を遮光する。ここでは、ブラックマトリクス層２１Ｋは、対向基板２０２にてＴＦＴアレイ基板２０１に対面する側の面に形成されている。また、ブラックマトリクス層２１Ｋは、光が透過する開口２１ａが、受光領域ＳＡに対応するように形成されている。つまり、ブラックマトリクス層２１Ｋは、図３と図４に示すように、遮光領域ＲＡにおいて受光領域ＳＡ以外の領域に対応するように形成されている。たとえば、ブラックマトリクス層２１Ｋは、黒色の金属酸化膜を用いて形成される。
【００６５】
平坦化膜２２は、図３に示すように、光透過領域ＴＡと、遮光領域ＲＡとのそれぞれに対応するように、対向基板２０２にてＴＦＴアレイ基板２０１に対面する側の面に形成されている。ここでは、平坦化膜２２は、光透過性の絶縁材料によって形成されている。そして、カラーフィルタ層２１とブラックマトリクス層２１Ｋとのそれぞれを被覆し、対向基板２０２にてＴＦＴアレイ基板２０１に対面する面側を平坦化している。
【００６６】
対向電極２３は、図３に示すように、対向基板２０２にてＴＦＴアレイ基板２０１に対面する側の面に形成されている。ここで、対向電極２３は、平坦化膜２２を被覆するように形成されている。対向電極２３は、いわゆる透明電極であって、たとえば、ＩＴＯを用いて形成されている。
【００６７】
第２光透過層２０７は、図３に示すように、対向基板２０２においてＴＦＴアレイ基板２０１に対面する面とは反対側の面を被覆するように、表示領域ＰＡに設けられている。本実施形態においては、第２光透過層２０７は、第１光透過層２０６と同様に、可視光線よりも赤外光線に対する透過性が高く、かつ、バックライト３００が出射する照明光において、可視光線を偏光するように構成されている。たとえば、第２光透過層２０７は、第１光透過層２０６と同様に、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）を基体とするヨウ素系材料で構成されている。具体的には、第２光透過層２０７は、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）にヨウ素が含有した構成であって、たとえば、第１光透過層２０６の偏光軸に対して直交するように形成されている。
【００６８】
液晶層２０３について示す。
【００６９】
液晶層２０３は、図３に示すように、ＴＦＴアレイ基板２０１と対向基板２０２との間にて挟持されており、配向処理されている。たとえば、液晶層２０３は、ＴＦＴアレイ基板２０１と対向基板２０２との間において、スペーサ(図示なし）により所定の距離が保持された間隔に、封入されている。そして、液晶層２０３は、ＴＦＴアレイ基板２０１および対向基板２０２に形成された液晶配向膜（図示なし）によって配向されている。たとえば、液晶層２０３は、液晶パネル２００がノーマリブラック方式によって表示領域ＰＡにおいて画像を表示するように、配向処理されている。たとえば、液晶分子が垂直配向するように液晶層２０３を形成し、そして、この液晶層２０３に電圧が印加されていない状態にて、バックライト３００から照射された照明光が遮光され、表示領域ＰＡにて黒表示になるように、偏光板として機能する第１光透過層２０６と、同様に偏光板として機能する第２光透過層２０７とを形成することで、ノーマリブラック方式を実現することができる。
【００７０】
（動作）
以下より、上記の液晶表示装置１００において、ユーザーの指などの被検知体が液晶パネル２００の表示領域ＰＡに接触もしくは移動された位置を検出する際の動作について説明する。
【００７１】
図６は、本発明に係る実施形態１において、被検知体が液晶パネル２００の表示領域ＰＡに接触もしくは移動された位置を検出する際の様子を模式的に示す断面図である。図６においては、要部を記載し、その他の部分については、記載を省略している。
【００７２】
ユーザーの指などの被検知体Ｆが表示領域ＰＡに接触もしくは移動された場合には、図６に示すように、バックライト３００から照明された照明光Ｒが、その被検知体Ｆによって反射された反射光Ｈを、液晶パネル２００に形成された位置センサ素子３２ａが受光する。
【００７３】
ここでは、バックライト３００が可視光線ＶＲと赤外光線ＩＲとを含む照明光Ｒを、平面光として、液晶パネル２００の背面に照射する。そして、その照明光Ｒは、液晶パネル２００を介して、被検知体Ｆに照射され、被検知体Ｆによって反射される。そして、その被検知体Ｆによって反射された反射光Ｈを、位置センサ素子３２ａが受光する。
【００７４】
具体的には、図６に示すように、第１光透過層２０６とＴＦＴアレイ基板２０１と液晶層２０３と対向基板２０２と第２光透過層２０７とを介して、照明光Ｒが被検知体Ｆに照射される。そして、被検知体Ｆによって反射された反射光Ｈを、第２光透過層２０７と液晶層２０３と対向基板２０２とを介して、位置センサ素子３２ａが受光する。
【００７５】
本実施形態においては、第１光透過層２０６と第２光透過層２０７とが、可視光線ＶＲよりも赤外光線ＩＲに対する透過性が高くなるように形成されている。このため、照明光Ｒにおいて可視光線ＶＲは、第１光透過層２０６や第２光透過層２０７などの液晶パネル２００の各部において吸収され、その強度が低下した状態で、位置センサ素子３２ａによって受光される。これに対して、照明光Ｒにおいて赤外光線ＩＲは、液晶パネル２００の各部において吸収される割合が可視光線ＶＲよりも小さい。よって、被検知体Ｆによって反射された反射光Ｈに含まれる赤外光線ＩＲは、その反射光Ｈに含まれる可視光線ＶＲよりも大きな強度であるので、位置センサ素子３２ａは、赤外光線ＩＲを効果的に受光できる。
【００７６】
そして、その受光した光の強度に応じた信号強度の受光データを位置センサ素子３２ａが生成する。その後、周辺回路によって受光データが読み出され、その受光データが読み出された位置センサ素子３２ａの位置と、その位置センサ素子３２ａから読み出された受光データの信号強度とのそれぞれに基づいて、被検知体Ｆが表示領域ＰＡにおいて接触した位置が、位置検出部４０２によって検出される。
【００７７】
図７は、本発明にかかる実施形態１において、位置センサ素子３２ａによって得られた受光データによる相対信号強度を示す図である。図７において、（ａ）は、本実施形態の場合を示し、（ｂ）は、本実施形態において第１光透過層２０６と第２光透過層２０７とを、ワイヤグリッドを用いた反射型偏光板に置換した場合を示し、（ｃ）は、本実施形態において、バックライト３００が照射する照明光を可視光線のみにした場合を示している。そして、図７においては、縦軸が相対信号強度を示しており、横軸が表示領域ＰＡの面方向（パネル面内長手方向）における端部からの距離を示している。
【００７８】
ここでは、表示領域ＰＡの中央部分に棒状の被検知体Ｆを接触させて、各部の受光データを収集後、その中央部分以外において得られた受光データの信号強度に対する信号強度の割合を、相対信号強度として算出した。具体的には、輝度を７００ｎｉｔに調整し、表示領域ＰＡの中央に直径５ｍｍで表面が平坦かつ光拡散性の棒を置いた状態にて、各位置センサ素子３２ａの電流分布を計測し、その計測データに基づいて、上記のように、相対信号強度を算出した。
【００７９】
図７（ａ）に示すように、本実施形態においては、被検知体ついて得られた受光データは、相対信号強度が約３．５であるのに対して、図７（ｂ）と図７（ｃ）とに示すように、他の場合においては、相対信号強度が約１．７である。このように、本実施形態においては、高いＳ／Ｎ比で、受光データを得ることができる。
【００８０】
以上のように、本実施形態は、可視光線ＶＲよりも赤外光線ＩＲに対する透過性が高い第１，第２の光透過層２０６，２０７が表示領域ＰＡに形成されている液晶パネル２００の背面へ、バックライト３００が可視光線ＶＲと赤外光線ＩＲとを照明光Ｒとして出射する。そして、液晶パネル２００の正面の側において照明光Ｒが被検知体Ｆによって反射された反射光Ｈを、位置センサ素子３２ａが、第２光透過層２０７を介して受光する。このため、本実施形態は、反射光Ｈに含まれる可視光線ＶＲと赤外光線ＩＲとの間で強度差が生じるので、受光データのＳ／Ｎ比を改善することができる。特に、暗環境下や黒表示の場合のように、可視光線ＶＲが位置センサ素子３２ａへ照射されにくい状況においても、赤外光線ＩＲを受光可能であるので、効果的である。
【００８１】
また、本実施形態においては、第１光透過層２０６と第２光透過層２０７とが偏光作用を有するように形成している。このため、画像表示に寄与する可視光線は、第１光透過層２０６で減衰するが、第２光透過層２０７においては減衰することなく透過され、画像表示に利用されるので、好適である。また、本実施形態においては、位置センサ素子３２ａのコントロール電極４３を遮光膜として機能するように形成しているため、さらに、受光データのＳ／Ｎ比を向上できる。
【００８２】
＜実施形態２＞
以下より、本発明にかかる実施形態２について説明する。
【００８３】
（液晶パネルの表示領域の構成）
図８は、本発明にかかる実施形態２において、液晶パネル２００における表示領域ＰＡに設けられた画素Ｐの概略を模式的に示す断面図である。図８は、前述の図３と同様に、図４においてＸ１−Ｘ２部分に対応する部分を示している。
【００８４】
本実施形態においては、図８に示すように、液晶パネル２００は、第３光透過層２０８を有する。この点を除き、本実施形態は、実施形態１と同様である。このため、重複するう個所については、説明を省略する。
【００８５】
図８に示すように、第３光透過層２０８は、対向基板２０２においてＴＦＴアレイ基板２０１に対面する面に設けられている。ここでは、第３光透過層２０８は、図８に示すように、遮光領域ＲＡに設けられた受光領域ＳＡに対応するように形成されている。
【００８６】
具体的には、図８に示すように、第３光透過層２０８は、受光領域ＳＡを被覆するように、たとえば、対向電極２３上に設けられている。本実施形態においては、第３光透過層２０８は、第１光透過層２０６および第２光透過層２０７と同様に、可視光線よりも赤外光線に対する透過性が高くなるように構成されると共に、バックライト３００が出射する照明光において、第２光透過層２０７を介して入射する可視光線を偏光するように構成されている。ここでは、第３光透過層２０８は、第２光透過層２０７の偏光軸に対して偏光軸が直交するように形成されている。たとえば、第３光透過層２０８は、リオトロピック液晶を偏光材料として含む塗布液を応力をかけながら塗布し硬化させた後に、その塗布膜をパターン加工することによって、形成される。たとえば、フォトリソグラフィ法やインクジェット塗布法によって形成されている。
【００８７】
（動作）
以下より、上記の液晶表示装置１００において、ユーザーの指などの被検知体が液晶パネル２００の表示領域ＰＡに接触もしくは移動された位置を検出する際の動作について説明する。
【００８８】
図９は、本発明に係る実施形態２において、被検知体が液晶パネル２００の表示領域ＰＡに接触もしくは移動された位置を検出する際の様子を模式的に示す断面図である。図９においては、要部を記載し、その他の部分については、記載を省略している。
【００８９】
図９に示すように、実施形態１の場合と同様に、バックライト３００が可視光線ＶＲと赤外光線ＩＲとを含む照明光Ｒを、平面光として、液晶パネル２００の背面に照射する。そして、その照明光Ｒは、液晶パネル２００を介して、被検知体Ｆに照射され、被検知体Ｆによって反射される。そして、その被検知体Ｆによって反射された反射光Ｈを、位置センサ素子３２ａが受光する。
【００９０】
本実施形態においては、上記したように、第２光透過層２０７と第３光透過層２０８との偏光軸が直交している。このため、受光領域ＳＡにおいて液晶パネル２００の正面側から第２光透過層２０７を介して入射する反射光Ｈに含まれる可視光線ＶＲについては、第３光透過層２０８が遮光する。一方で、その受光領域ＳＡにおいて第２光透過層２０７を介して入射する反射光Ｈに含まれる赤外光線ＩＲについては、第３光透過層２０８を透過する。よって、被検知体Ｆによって反射された反射光Ｈにおいては、可視光線ＶＲが含まず、赤外光線ＩＲを含むので、位置センサ素子３２ａは、赤外光線ＩＲを効果的に受光できる。
【００９１】
そして、実施形態１と同様に、その受光した光の強度に応じた信号強度の受光データを位置センサ素子３２ａが生成後に読み出され、被検知体Ｆが表示領域ＰＡにおいて接触した位置が、位置検出部４０２によって検出される。
【００９２】
図１０は、本発明にかかる実施形態２において、位置センサ素子３２ａによって得られた受光データによる相対信号強度を示す図である。図１０においては、縦軸が相対信号強度を示しており、横軸が表示領域ＰＡの面方向（パネル面内長手方向）における端部からの距離を示している。ここでは、実施形態１で示した方法と同様な方法によって、相対信号強度を計測した。
【００９３】
図１０に示すように、本実施形態においては、被検知体ついて得られた受光データは、相対信号強度が約４．５である。このため、本実施形態は、図７に示した結果と比較することによってわかるように、より高い強度で、受光データを得ることができる。
【００９４】
以上のように、本実施形態は、可視光線ＶＲと赤外光線ＩＲとを含む照明光Ｒを、バックライト３００が出射して、被検知体Ｆを照明した後、その被検知体Ｆによって反射された反射光Ｈを、第２光透過層２０７および第３光透過層２０８を介して位置センサ素子３２ａが受光する。ここでは、第２光透過層２０７の偏光軸と、第３光透過層の偏光軸とが、互いに直交するように、第２光透過層２０７と第３光透過層２０８とが形成されている。このため、上述したように、被検知体Ｆによって反射された反射光Ｈは、位置センサ素子３２ａによって受光される際には、可視光線ＶＲが遮光され、赤外光線ＩＲのみが透過する。したがって、本実施形態は、反射光Ｈに含まれる可視光線ＶＲと赤外光線ＩＲとの間で強度差が生じ、位置センサ素子３２ａが、その赤外光線ＩＲを高い強度で検出可能であるため、受光データのＳ／Ｎ比を改善することができる。
【００９５】
さらに、本実施形態においては、対向基板２０２においてＴＦＴアレイ基板２０１に対面する面に第３光透過層２０８が形成されている。対向基板２０２ではなく、ＴＦＴアレイ基板２０１において対向基板２０２に対面する面に、この第３光透過層２０８を形成した場合には、液晶層２０３を介して、反射光Ｈが第３光透過層２０８に入射される。この場合には、液晶層２０３の液晶分子の配向方向の影響を受けて、反射光Ｈが第３光透過層２０８に入射される。このため、反射光Ｈに含まれる可視光線ＶＲの偏光状態が所望の状態でない場合、第３光透過層２０８が、その可視光線ＶＲを十分に遮光することが困難になり、反射光Ｈに含まれる可視光線ＶＲと赤外光線ＩＲとの間で十分な強度差を得ることが、容易ではなくなる場合がある。しかし、本実施形態においては、対向基板２０２においてＴＦＴアレイ基板２０１に対面する面に第３光透過層２０８を形成しているので、液晶層２０３を介在しないで、反射光Ｈが第３光透過層２０８に入射される。このため、反射光Ｈに含まれる可視光線ＶＲと赤外光線ＩＲとの間で十分な強度差が得られるので、受光データのＳ／Ｎ比を更に改善することができる。
【００９６】
なお、本発明の実施に際しては、上記した実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形形態を採用することができる。
【００９７】
たとえば、本実施形態においては、画素スイッチング素子３１を、ボトムゲート型の薄膜トランジスタとして構成する場合について説明したが、これに限定されない。
【００９８】
図１１は、本発明にかかる実施形態において、画素スイッチング素子３１の構成の変形形態を示す断面図である。
【００９９】
図１１に示すように、たとえば、トップゲート型のＴＦＴを、画素スイッチング素子３１として形成してもよい。この場合には、図１１に示すように、たとえば、半導体層４８とＴＦＴアレイ基板２０１との間に遮光膜５０を設ける。ここでは、チャネル長よりも長くなるように遮光膜５０を設ける。そして、その遮光膜５０を被覆するように、層間絶縁膜４２をＴＦＴアレイ基板２０１の面に形成後、その層間絶縁膜４２上に、画素スイッチング素子３１を形成する。これにより、液晶パネル２００の裏面側から画素スイッチング素子３１の半導体層４８へ入射される光が遮光膜５０によって遮光される。
【０１００】
また、本実施形態においては、複数の画素Ｐに対応するように複数の位置センサ素子３２ａを設ける場合について示したが、これに限定されない。たとえば、複数の画素Ｐに対して１つの位置センサ素子３２ａを設けてもよく、逆に、１つの画素Ｐに対して複数の位置センサ素子３２ａを設けてもよい。
【０１０１】
また、本実施形態の液晶表示装置１００は、さまざまな電子機器の部品として適用することができる。
【０１０２】
図１２から図１６は、本発明にかかる実施形態の液晶表示装置１００を適用した電子機器を示す図である。
【０１０３】
図１２に示すように、テレビジョン放送を受信し表示するテレビにおいて、その受信した画像を表示画面に表示すると共に、オペレータの操作指令が入力される表示装置として液晶表示装置１００を適用することができる。
【０１０４】
また、図１３に示すように、デジタルスチルカメラにおいて、その撮像画像などの画像を表示画面に表示すると共に、オペレータの操作指令が入力される表示装置として液晶表示装置１００を適用することができる。
【０１０５】
また、図１４に示すように、ノート型パーソナルコンピュータにおいて、操作画像などを表示画面に表示すると共に、オペレータの操作指令が入力される表示装置として液晶表示装置１００を適用することができる。
【０１０６】
また、図１５に示すように、携帯電話端末において、操作画像などを表示画面に表示すると共に、オペレータの操作指令が入力される表示装置として液晶表示装置１００を適用することができる。
【０１０７】
また、図１６に示すように、ビデオカメラにおいて、操作画像などを表示画面に表示すると共に、オペレータの操作指令が入力される表示装置として液晶表示装置１００を適用することができる。
【０１０８】
この他に、本実施形態においては、位置センサ素子３２ａについて、受光素子であるＰＩＮセンサを設けた場合について説明したが、これに限定されない。たとえば、チャネル領域に不純物がドープされたＰＤＮ構造のフォトダイオードを含む、ＰＤＮセンサを、位置センサ素子３２ａとして形成しても同様な効果を奏することができる。また、この他に、たとえば、位置センサ素子３２ａとしてフォトトランジスタを形成してもよい。
【０１０９】
また、本実施形態においては、位置センサ素子３２ａをボトムゲート構造になるように形成した場合について説明したが、これに限定されない。たとえば、トップゲート構造になるように、この位置センサ素子３２ａを形成してもよい。また、デュアルゲート構造になるように、この位置センサ素子３２ａを形成してもよい。
【０１１０】
また、本実施形態においては、非可視光線として赤外光線を含むように照明光を照射する場合について説明したが、これに限定されない。たとえば、非可視光線として紫外光線を含むように照明光を照射してもよい。
【０１１１】
また、本実施形態においては、第１光透過層２０６および第２光透過層２０７と、第３光透過層２０８とを互いに異なる材料を用いて形成する場合について説明したが、これに限定されない。たとえば、第３光透過層２０８と同じ材料および方法にて、第１光透過層２０６および第２光透過層２０７を形成してもよい。
【０１１２】
また、本実施形態においては、赤フィルタ層２１Ｒと緑フィルタ層２１Ｇと青フィルタ層２１Ｂとのそれぞれをストライプ形状とし、それぞれを水平方向ｘに並ぶように形成すると共に、赤フィルタ層２１Ｒと緑フィルタ層２１Ｇと青フィルタ層２１Ｂとに並ぶように、受光領域ＳＡを赤フィルタ層２１Ｒの隣に形成しているが（図４参照）、これに限定されない。たとえば、赤フィルタ層２１Ｒと緑フィルタ層２１Ｇと青フィルタ層２１Ｂと受光領域ＳＡとを一組とし、その赤フィルタ層２１Ｒと緑フィルタ層２１Ｇと青フィルタ層２１Ｂと受光領域ＳＡとを、２×２のマトリクス状に配置しても良い。
【０１１３】
また、有機ＥＬ表示素子、電子ペーパーなどの他の表示装置においても、適用可能である。
【０１１４】
なお、上記の実施形態において、位置センサ素子３２ａは、本発明の受光素子に相当する。また、上記の実施形態において、コントロール電極４３は、本発明の遮光層に相当する。また、上記の実施形態において、液晶表示装置１００は、本発明の表示装置に相当する。また、上記の実施形態において、液晶パネル２００は、本発明の表示パネルに相当する。また、上記の実施形態において、ＴＦＴアレイ基板２０１は、本発明の第１基板に相当する。また、上記の実施形態において、対向基板２０２は、本発明の第２基板に相当する。また、上記の実施形態において、液晶層２０３は、本発明の液晶層に相当する。また、上記の実施形態において、第１光透過層２０６は、本発明の光透過層および第１光透過層に相当する。また、上記の実施形態において、第２光透過層２０７は、本発明の光透過層および第２光透過層に相当する。また、上記の実施形態において、第３光透過層２０８は、本発明の光透過層および第３光透過層に相当する。また、上記の実施形態において、バックライト３００は、本発明の照明部に相当する。
【図面の簡単な説明】
【０１１５】
【図１】図１は、本発明にかかる実施形態１において、液晶表示装置１００の構成を示す断面図である。
【図２】図２は、本発明にかかる実施形態１において、液晶パネル２００を示す平面図である。
【図３】図３は、本発明の実施形態１において、液晶パネル２００における表示領域ＰＡに設けられた画素Ｐの概略を模式的に示す断面図である。
【図４】図４は、本発明の実施形態１において、液晶パネル２００の表示領域ＰＡに設けられた画素Ｐの概略を模式的に示す平面図である。
【図５】図５は、本発明にかかる実施形態１において、第１光透過層２０６の透過スペクトルを示す図である。
【図６】図６は、本発明に係る実施形態１において、被検知体が液晶パネル２００の表示領域ＰＡに接触もしくは移動された位置を検出する際の様子を模式的に示す断面図である。
【図７】図７は、本発明にかかる実施形態１において、位置センサ素子３２ａによって得られた受光データによる相対信号強度を示す図である。
【図８】図８は、本発明にかかる実施形態２において、液晶パネル２００における表示領域ＰＡに設けられた画素Ｐの概略を模式的に示す断面図である。
【図９】図９は、本発明に係る実施形態２において、被検知体が液晶パネル２００の表示領域ＰＡに接触もしくは移動された位置を検出する際の様子を模式的に示す断面図である。
【図１０】図１０は、本発明にかかる実施形態２において、位置センサ素子３２ａによって得られた受光データによる相対信号強度を示す図である。
【図１１】図１１は、本発明にかかる実施形態において、画素スイッチング素子３１の構成の変形形態を示す断面図である。
【図１２】図１２は、本発明にかかる実施形態の液晶表示装置１００を適用した電子機器を示す図である。
【図１３】図１３は、本発明にかかる実施形態の液晶表示装置１００を適用した電子機器を示す図である。
【図１４】図１４は、本発明にかかる実施形態の液晶表示装置１００を適用した電子機器を示す図である。
【図１５】図１５は、本発明にかかる実施形態の液晶表示装置１００を適用した電子機器を示す図である。
【図１６】図１６は、本発明にかかる実施形態の液晶表示装置１００を適用した電子機器を示す図である。
【符号の説明】
【０１１６】
３２ａ：位置センサ素子（受光素子）、４３：コントロール電極（遮光層）、１００：液晶表示装置（表示装置）、２００：液晶パネル（表示パネル）、２０１：ＴＦＴアレイ基板（第１基板）、２０２：対向基板（第２基板）、２０３：液晶層（液晶層）、２０６：第１光透過層（光透過層，第１光透過層）、２０７：第２光透過層（光透過層，第２光透過層）、２０８：第３光透過層（光透過層，第３光透過層）、３００：バックライト（照明部）、４００：データ処理部、４０１：制御部、４０２：位置検出部、ＰＡ：表示領域（表示領域）、ＣＡ：周辺領域
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画素が複数配置された表示領域に受光素子が複数形成されている表示パネルと、前記表示パネルの一方の面へ照明光を出射する照明部とを具備し、前記表示パネルの他方の面の側において前記照明光が被検知体によって反射された反射光を前記受光素子が受光することにより、前記表示領域における被検知体の位置を検出する表示装置であって、
前記照明部は、
可視光線と不可視光線とを前記照明光として出射するように構成されており、
前記表示パネルは、
前記可視光線よりも前記不可視光線に対する透過性が高い光透過層が、前記表示領域に形成されており、
前記受光素子は、前記光透過層を介して入射する前記反射光を受光する
表示装置。
【請求項２】
前記表示パネルは、
第１基板と、
前記第１基板から間隔を隔てて対面している第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板との間にて挟持されている液晶層と
を含む液晶パネルであり、
前記照明部は、前記第１基板の側から前記第２基板の側へ前記照明光を出射するように配置されており、
前記光透過層は、前記第１基板と前記第２基板との少なくとも一方に形成されている、
請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記光透過層は、前記照明部が出射する照明光において、可視光線を偏光するように構成されている、
請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記光透過層は、
前記第１基板に形成された第１光透過層と、
前記第２基板に形成された第２光透過層と
を含み、
前記第１光透過層は、前記照明部が出射する照明光において、可視光線を偏光するように構成され、
前記第２光透過層は、前記第１光透過層を介して入射される可視光線を偏光するように構成されている
請求項３に記載の表示装置。
【請求項５】
前記光透過層は、
前記第２基板に形成された第３光透過層
を、さらに含み、
前記第２光透過層は、前記第２基板において前記第１基板に対面する面に対して反対側の面に形成されており、
前記第３光透過層は、前記第２基板において前記第１基板に対面する面に形成され、前記第２光透過層を介して入射される可視光線を偏光するように構成されており、
前記受光素子は、前記第１基板に形成され、前記第３光透過層を透過した光を受光する、
請求項４に記載の表示装置。
【請求項６】
前記第３光透過層は、前記第２光透過層を介して入射される可視光線を遮光すると共に、前記第２光透過層を介して入射される不可視光線を透過するように、前記第２光透過層を透過した光を偏光し、
前記受光素子は、前記第３光透過層を透過した不可視光線を受光する、
請求項５に記載の表示装置。
【請求項７】
前記照明部が出射する照明光において前記受光素子へ出射される光を遮光する遮光部が、前記第１基板に形成されている、
請求項６に記載の表示装置。
【請求項８】
前記照明部は、赤外線を前記不可視光線として出射するように構成されている、
請求項７に記載の表示装置。
【請求項１】
画素が複数配置された表示領域に受光素子が複数形成されている表示パネルと、前記表示パネルの一方の面へ照明光を出射する照明部とを具備し、前記表示パネルの他方の面の側において前記照明光が被検知体によって反射された反射光を前記受光素子が受光することにより、前記表示領域における被検知体の位置を検出する表示装置であって、
前記照明部は、
可視光線と不可視光線とを前記照明光として出射するように構成されており、
前記表示パネルは、
前記可視光線よりも前記不可視光線に対する透過性が高い光透過層が、前記表示領域に形成されており、
前記受光素子は、前記光透過層を介して入射する前記反射光を受光する
表示装置。
【請求項２】
前記表示パネルは、
第１基板と、
前記第１基板から間隔を隔てて対面している第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板との間にて挟持されている液晶層と
を含む液晶パネルであり、
前記照明部は、前記第１基板の側から前記第２基板の側へ前記照明光を出射するように配置されており、
前記光透過層は、前記第１基板と前記第２基板との少なくとも一方に形成されている、
請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記光透過層は、前記照明部が出射する照明光において、可視光線を偏光するように構成されている、
請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記光透過層は、
前記第１基板に形成された第１光透過層と、
前記第２基板に形成された第２光透過層と
を含み、
前記第１光透過層は、前記照明部が出射する照明光において、可視光線を偏光するように構成され、
前記第２光透過層は、前記第１光透過層を介して入射される可視光線を偏光するように構成されている
請求項３に記載の表示装置。
【請求項５】
前記光透過層は、
前記第２基板に形成された第３光透過層
を、さらに含み、
前記第２光透過層は、前記第２基板において前記第１基板に対面する面に対して反対側の面に形成されており、
前記第３光透過層は、前記第２基板において前記第１基板に対面する面に形成され、前記第２光透過層を介して入射される可視光線を偏光するように構成されており、
前記受光素子は、前記第１基板に形成され、前記第３光透過層を透過した光を受光する、
請求項４に記載の表示装置。
【請求項６】
前記第３光透過層は、前記第２光透過層を介して入射される可視光線を遮光すると共に、前記第２光透過層を介して入射される不可視光線を透過するように、前記第２光透過層を透過した光を偏光し、
前記受光素子は、前記第３光透過層を透過した不可視光線を受光する、
請求項５に記載の表示装置。
【請求項７】
前記照明部が出射する照明光において前記受光素子へ出射される光を遮光する遮光部が、前記第１基板に形成されている、
請求項６に記載の表示装置。
【請求項８】
前記照明部は、赤外線を前記不可視光線として出射するように構成されている、
請求項７に記載の表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２００９−１３４０４１（Ｐ２００９−１３４０４１Ａ）
【公開日】平成２１年６月１８日（２００９．６．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３０９７３４（Ｐ２００７−３０９７３４）
【出願日】平成１９年１１月３０日（２００７．１１．３０）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年６月１８日（２００９．６．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１１月３０日（２００７．１１．３０）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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